BR102020010122A2 - sistemas e métodos para cirurgia ocular a laser e tratamentos terapêuticos - Google Patents

Abstract

São revelados sistemas, dispositivos e métodos para microporação a laser para rejuvenescimento do tecido do olho, por exemplo, referente ao envelhecimento do tecido conjuntivo e ao rejuvenescimento do tecido conjuntivo por rejuvenescimento escleral. Os sistemas, dispositivos e métodos aqui revelados restauram as funções fisiológicas do olho, inclusive restaurando a acomodação fisiológica ou pseudo-acomodação fisiológica através dos fenômenos fisiológicos e biomecânicos naturais associados à acomodação natural do olho. Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido ocular fora do eixo em uma região do olho que é distinta do eixo visual ou direcionada para longe da pupila do olho onde está o ponto do olhar do olho.

Description

SISTEMAS E MÉTODOS PARA CIRURGIA OCULAR A LASER E TRATAMENTOS TERAPÊUTICOS REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001]Este pedido reivindica prioridade ao Pedido US Provisório N⍛ 62/843,403, depositado em 4 de maio de 2019 e intitulado “SYSTEMS AND METHODS FOR OCULAR LASER SURGERY AND THERAPEUTIC TREATMENTS”, cujo inteiro teor e revelação são por meio deste incorporados a título de referência.

[002]Este pedido está relacionado à matéria revelada no Pedido US N⍛ 15/942,513 (depositado em 31/03/2018), no Pedido PCT N⍛ PCT/US18/25608 (depositado em 31/03/2018), no Pedido Taiwanês N⍛ 108111355 (depositado em 29/3/2019), no Pedido US N⍛ 11/376,969 (depositado em 15/03/2006), no Pedido US N⍛ 11/850,407 (depositado em 05/09/2007), no Pedido US N⍛ 11/938,489 (depositado em 12/11/2007), no Pedido US N⍛ 12/958,037 (depositado em 01/12/2010), no Pedido US N⍛ 13/342,441 (depositado em 03/01/2012), no Pedido US N⍛ 13/709,890 (depositado em 10/12/2012), no Pedido US N⍛ 14/526,426 (depositado em 28/10/2014), no Pedido US N⍛ 14/861,142 (depositado em 22/09/2015), no Pedido US N⍛ 15/365,556 (depositado em 30/11/2016), no Pedido US N⍛ 16/599,096 (depositado em 10/10/2019), no Pedido US N⍛ 11/850,407 (depositado em 05/09/2007), e no Pedido US N⍛ 14/213,492 (depositado em 14/03/2014), no Pedido US N⍛ 16/258,378 (depositado em 25/01/2019), no Pedido US N⍛ 15/638,308 (depositado em 29/06/2017), no Pedido US N⍛ 16/702,470 (depositado em 03/12/2019), no Pedido US N⍛ 15/638,346 (depositado em 29/06/2017), cada um dos quais é incorporado neste a título de referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[003]A matéria descrita aqui se refere de forma geral a sistemas, métodos, terapias e dispositivos para microporação a laser, e, mais particularmente, a sistemas, métodos e dispositivos para rejuvenescimento do tecido do olho por microporação ocular a laser, especificamente relacionado ao envelhecimento do tecido conjuntivo, rejuvenescimento do tecido conjuntivo por rejuvenescimento ocular ou escleral.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[004]O olho é uma estrutura biomecânica, um órgão sensorial complexo que contém mecanismos musculares, de drenagem e fluido complexos responsáveis pela função visual e pelo biotransporte ocular. O sistema acomodativo é o principal sistema de movimento no órgão do olho, facilitando diversas funções fisiológicas e visuais no olho. O papel fisiológico do sistema acomodativo é o de mover o humor aquoso, sangue, nutrientes, oxigênio, dióxido de carbono, e outras células, ao redor do órgão do olho. Em geral, a perda de capacidade acomodativa nos presbíopes possui muitos fatores lenticulares contribuintes, assim como extralenticulares e fisiológicos, que são afetados pelo avanço da idade. O aumento da rigidez ocular com a idade produz tensão e deformação nessas estruturas oculares, podendo afetar a capacidade acomodativa, o que pode impactar o olho na forma de redução da eficiência biomecânica para processos fisiológicos, como acomodação visual, hidrodinâmica do humor aquoso, hidrodinâmica do humor vítreo e fluxo sanguíneo pulsátil ocular, para citar alguns. Os procedimentos modernos apenas manipulam a óptica através de algum meio artificial, tal como por cirurgia refrativa a laser, óptica adaptativa, ou implantes corneanos ou intraoculares que trocam de potência em uma óptica do olho e ignoram a outra óptica e a importância de preservar as funções fisiológicas do mecanismo acomodativo.

[005]Adicionalmente, os atuais dispositivos de implante na esclera obtém o efeito mecânico após a acomodação. Eles não levam em conta os efeitos dos “poros”, “microporos”, ou a criação de um arranjo matricial de poros com um hexágono central, ou círculo ou polígono no tecido em 3D. Como tal, os procedimentos e dispositivos atuais falham em restaurar as funções fisiológicas oculares normais.

[006]Por conseguinte, há a necessidade de sistemas e métodos para restaurar as funções fisiológicas oculares normais que levem em conta os efeitos dos “poros” ou criem uma rede ou arranjo matricial de poros com um hexágono central, ou círculo ou polígono do tecido tridimensional (3D).

SUMÁRIO

[007]São revelados sistemas, dispositivos e métodos para microporação a laser para rejuvenescimento do tecido do olho, por exemplo, referente ao envelhecimento do tecido conjuntivo e ao rejuvenescimento do tecido conjuntivo por rejuvenescimento escleral. Os sistemas, dispositivos e métodos aqui revelados restauram as funções fisiológicas do olho, inclusive restaurando a acomodação fisiológica ou pseudo-acomodação fisiológica através dos fenômenos fisiológicos e biomecânicos naturais associados à acomodação natural do olho. Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido ocular fora do eixo em uma região do olho que é distinta do eixo visual ou direcionada para longe da pupila do olho onde está o ponto do olhar do olho.

[008]Em algumas modalidades, a presente revelação pode incluir um sistema para aplicar tratamentos médicos de microporação a um tecido biológico para melhorar a biomecânica de um olho, o sistema compreendendo: um controlador; um sistema de cabeçote de laser compreendendo: um invólucro, um subsistema de laser para gerar um feixe de irradiação de laser em um eixo de tratamento não alinhado com o eixo visual de um paciente, operável para uso em tratamentos médicos de ablação de subsuperfície para criar um padrão de poros que favorece a biomecânica, e uma lente operável para focalizar o feixe de irradiação de laser sobre um tecido alvo; um subsistema de rastreamento ocular para rastrear pontos de referência e movimentos do olho; um subsistema de controle de profundidade para controlar uma profundidade de ablação ou microporação no tecido alvo; e e em que o controlador é operável para controlar os movimentos do subsistema de laser incluindo pelo menos um dentre um movimento de arfagem, um movimento de rotação e um movimento de guinada.

[009]Em algumas modalidades, o sistema também pode incluir um sistema de varredura comunicativamente acoplado ao subsistema de rastreamento ocular e ao subsistema de controle de profundidade para varrer um ponto focal sobre uma área do tecido alvo. O sistema também pode incluir um subsistema de exclusão para identificar estruturas biológicas ou localizações do olho, e um ou mais divisores de feixe difrativos.

[010]Em algumas modalidades, o padrão de poros pode incluir poros de um mesmo tamanho, forma e profundidade; ou o padrão de poros pode incluir poros de diferentes tamanhos, formas e profundidades. O padrão de poros pode incluir poros possuindo uma distância igual. O padrão de poros pode incluir poros possuindo distâncias diferentes, e em que o padrão dos poros é pelo menos estreitamente compactado ou tesselado ou espaçado.

[011]A profundidade dos poros pode ser proporcional a uma energia total do laser.

[012]Em algumas modalidades, a presente revelação pode incluir um método para aplicar tratamentos médicos de microporação a um tecido biológico para melhorar a biomecânica de um olho, compreendendo: gerar, por um subsistema de laser, um feixe de tratamento em um eixo de tratamento não alinhado com o eixo visual de um paciente em um tratamento médico de ablação de subsuperfície para criar um padrão de poros que favorece a biomecânica; monitorar, por um subsistema de rastreamento ocular, uma posição do olho para aplicação do feixe de tratamento; controlar, por um controlador, movimentos do subsistema de laser incluindo pelo menos um dentre um movimento de arfagem, um movimento de rotação e um movimento de guinada; e focalizar, por uma lente, o feixe de tratamento sobre um tecido alvo.

[013]O método pode adicionalmente incluir controlar, por um subsistema de controle de profundidade, uma profundidade de ablação ou microporação no tecido alvo; e varrer, por um sistema de varredura comunicativamente acoplado ao subsistema de rastreamento ocular e ao subsistema de controle de profundidade, um ponto focal sobre uma área do tecido alvo.

[014]Outros aspectos e vantagens da presente invenção são ou se tornarão aparentes aos versados na técnica quando do exame das figuras seguintes e da descrição detalhada, que ilustram, por meio de exemplos, os princípios da presente invenção.

[015]Os sistemas, dispositivos e métodos descritos aqui em detalhes para microporação ocular a laser são modalidades ilustrativas e não devem ser considerados limitantes. Outras configurações, métodos, aspectos e vantagens da presente matéria se tornarão aparentes para qualquer indivíduo versado na técnica quando da análise das figuras e da descrição detalhada a seguir. Pretende-se que todas tais configurações, métodos, aspectos e vantagens adicionais sejam incluídos dentro desta descrição, estejam dentro do âmbito da presente matéria descrita aqui, e sejam protegidos pelas reivindicações acompanhantes. Os aspectos das modalidades ilustrativas não deverão sob qualquer hipótese ser interpretados como limitando as reivindicações anexas, estando ausente a declaração explícita desses aspectos das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[016]Os detalhes da presente matéria aqui exposta, tanto quanto a sua estrutura quanto a sua operação, podem ser aparentes pelo estudo das figuras acompanhantes, nas quais numerais de referência similares se referem a partes similares. Os componentes nas figuras não necessariamente representam a escala real; em vez disso, dá-se ênfase à ilustração dos princípios da presente matéria. Ademais, todas as ilustrações pretendem transmitir conceitos, sendo que os tamanhos relativos, formatos e outros atributos detalhados podem ser ilustrados de forma esquemática em vez de em forma literal ou precisa.

[017]A FIG. 1 ilustra a anatomia geral de um olho.

[018]A FIG. 2 ilustra a forma do olho e o IOP.

[019]A FIG. 3 ilustra um exemplo de zonas de tratamento posteriores, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[020]As FIGS. 4 e 5 ilustram um tecido ilustrativo tratado em microporação, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[021]A FIG. 6 ilustra outro método de profundidade OCT ilustrativo para monitorar o movimento do olho entre os pulsos de ablação, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[022]As FIGS. 7 a 17 ilustram exemplos de sistemas de laser, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[023]A FIG. 18 ilustra um exemplo de processo do sistema de laser, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[024]As FIGS. 19 a 25 ilustram exemplos de fluxos de trabalho do sistema de laser, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[025]A FIG. 26 ilustra um exemplo de processo para gerar um arranjo de poros, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[026]A FIG. 27 ilustra outro exemplo de processo para gerar um arranjo de poros, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[027]As FIGS. 28 e 29 ilustram exemplos de sistemas de laser com arquitetura FPGA, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[028]A FIG. 30 ilustra outro exemplo de processo do sistema de laser, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[029]A FIG. 31 ilustra um exemplo de sistema de laser com um único espelho de varredura, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[030]A FIG. 32 ilustra um exemplo de sistema de laser com capacidade de otimizar parâmetros de pulso, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[031]A FIG. 33 ilustra um exemplo de sistema de laser com controle de geração de imagens OCT/profundidade OCT, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[032]A FIG. 34 ilustra exemplos do sinal de controle de profundidade OCT com um olho de porco, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[033]A FIG. 35 ilustra exemplos de medições OCT, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[034]A FIG. 36 ilustra o sistema de laser que pode incluir um sistema de controle OCT para subsistemas de geração de imagens OCT de varredura e OCT/DC duplos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[035]A FIG. 37 ilustra o sistema de laser que pode incluir um sistema de controle OCT para subsistemas de geração de imagens OCT de varredura e OCT/DC duplos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[036]As FIGS. 38 a 42 ilustram exemplos de componentes combinados e/ou compartilhados dentro de um sistema OCT, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[037]As FIGS. 43 a 46 ilustram um sistema de laser para tratar o tecido escleral, em que o sistema de varredura OCT pode fornecer tanto vistas em seção 2D quanto uma vista isométrica 3D da área de tratamento, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[038]As FIGS. 47 a 49 ilustram exemplos de processos de rastreamento ocular, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[039]As FIGS. 50 e 51 ilustram exemplos de funções oferecidas a um médico, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[040]A FIG. 52 ilustra exemplos de áreas de tratamento, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[041]A FIG. 53 ilustra o sistema de laser incluindo um único espelho de varredura que combina o feixe OCT/DC que é varrido sobre a superfície do olho de modo a mapear aspectos anatômicos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[042]A FIG. 54 ilustra outros exemplos de áreas de tratamento, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[043]A FIG. 55 ilustra um exemplo de posição de tratamento relativa ao canal de Schlemm e ao limbo Anatômico, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[044]A FIG. 56 ilustra um sistema de câmera fornecendo imagens a serem usadas para rastreamento ocular, reconhecimento de características faciais, alinhamento de tratamento, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[045]FIG. 57 ilustra que o espelho pode ser motorizado em múltiplos eixos para alinhar a imagem de campo de visão para áreas alvo, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[046]A FIG. 58 ilustra exemplos de imagens de microscópio em uma ampliação maior para inspecionar a área de tratamento, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[047]As FIGS. 59 a 61 ilustram o sistema de laser incluindo uma câmera que pode obter a imagem da área de tratamento e dos aspectos circundantes, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[048]As FIGS. 62 a 66 ilustram um exemplo de arranjo matricial de micro-excisões, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[049]As FIGS. 67 e 68 ilustram áreas de tratamento em relação ao limbo, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[050]A FIG. 69 ilustra exemplos de imagens de câmera de qualidade de microscópio em uma ampliação maior para inspecionar a área de tratamento em relação ao limbo, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[051]A FIG. 70 ilustra um exemplo de imagem 2D a partir de uma câmera TOF, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[052]As FIGS. 71 e 72 ilustram um exemplo de sistema de laser incluindo um sistema de cabeçote de laser que fornece um ponto de fixação, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[053]As FIGS. 73 a 85 ilustram um exemplo de sistemas de cabeçote de laser, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[054] As FIGS. 86 e 87 ilustram um exemplo de sistema de laser empregando divisores de feixe difrativos (DBS), de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[055]As FIGS. 88 e 89 ilustram um exemplo de fixação de olho, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[056]A FIG. 90 ilustra um exemplo de sistema de laser com um sistema de cabeçote de laser em que o paciente pode estar em uma posição sentada, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[057]As FIGS. 91 a 94 ilustram uma pluralidade de formas e posições da área de tratamento fora do eixo ao redor do eixo visual, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[058]A FIG. 95 ilustra um exemplo de padrão de tratamento descrito como 5 zonas críticas em 5 distâncias distintas a partir da borda externa do limbo anatômico (AL), de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[059]A FIG. 96 ilustra um exemplo de zonas de tratamento anteriores, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[060]A FIG. 97 ilustra outro exemplo de padrão de tratamento descrito como 5 zonas críticas em 5 distâncias distintas a partir da borda externa do limbo anatômico (AL), de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[061]As FIGS. 98 a 100 ilustram outros exemplos de zonas de tratamento anteriores, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[062]As FIGS. 101 a 104 ilustram outros exemplos de zonas de tratamento posteriores, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[063]As FIGS. 105 a 108 ilustram poros redondos ou quadrados ou pontos com outras formas, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[064]As FIGS. 109 a 111 ilustram múltiplos padrões, pulsos, tesselações, formas e tamanhos tanto para microporos individuais quanto para matrizes de múltiplos poros, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[065]As FIGS. 112 a 115 ilustram exemplos de dados empíricos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[066]A FIG. 116 ilustra um exemplo de histologia de microporos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[067]As FIGS. 117 a 119 ilustram exemplos de imagens de desreticulação, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[068]A FIG. 120 ilustra um exemplo do modelo de apontamento de Laser de Domo de Tratamento, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[069]As FIGS. 121 a 125 ilustram exemplos de componentes ópticos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[070]As FIGS. 126 e 127 ilustram um exemplo do sistema de laser configurado para tratar o tecido escleral incluindo um único espelho de varredura que combina funções de varredura OCT e controle de profundidade OCT, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[071]As FIGS. 128 a 132 ilustram outros exemplos de componentes ópticos, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[072]A FIG. 133 ilustra o sistema de laser incluindo uma mesa ou cadeira do paciente, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[073]As FIGS. 134 e 135 ilustram o sistema de laser incluindo um apoio de cabeça do paciente, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[074]As FIGS. 136 a 138 ilustram um exemplo de espéculo, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[075]A FIG. 139 ilustra exemplos de imagens de subsuperfície da ablação de tecido, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[076]As figuras descritas abaixo ilustram a invenção descrita e o método de uso em pelo menos uma de suas modalidades preferidas de melhor modo, a qual é adicionalmente definida em detalhes na descrição a seguir. Os versados na técnica poderão realizar alterações e modificações ao que é descrito aqui sem se afastar de seu espírito e escopo. Embora a presente invenção seja suscetível a modalidades em muitas formas diferentes, é ilustrada nos desenhos e será descrita em detalhes uma modalidade preferida da invenção com a compreensão de que a presente revelação deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção, não tendo a intenção de limitar o aspecto amplo da invenção à modalidade ilustrada. Todos os aspectos, elementos, componentes, funções e etapas descritas com respeito a qualquer modalidade apresentada aqui pretendem ser livremente combináveis e substituíveis pelos de qualquer outra modalidade, salvo indicação em contrário. Portanto, deve-se entender que o que é ilustrado é apresentado apenas para fins de exemplo e não deve ser tomado como uma limitação ao escopo da presente invenção.

[077]De forma geral, os sistemas e métodos da presente revelação levam em consideração a combinação da técnica de preenchimento de poros e a criação de matrizes de poros em três dimensões (3D). Os poros com uma profundidade, tamanho e disposição específicos em um arcabouço 3D matricial de tecido produz comportamento plástico dentro da matriz tecidual. Isso afeta as propriedades biomecânicas do tecido ocular, por exemplo, tecido escleral, permitindo que ele seja mais maleável. Sabe-se que os tecidos conjuntivos que contêm elastina são “maleáveis” e devem ter elasticidade. A esclera, de fato, possui viscoelasticidade natural.

[078]Os sistemas, dispositivos e métodos da presente revelação podem incluir microporação a laser para rejuvenescimento do tecido do olho, por exemplo, referente ao envelhecimento do tecido conjuntivo e ao rejuvenescimento do tecido conjuntivo por rejuvenescimento escleral. Os sistemas, dispositivos e métodos aqui revelados restauram as funções fisiológicas do olho, inclusive restaurando a acomodação fisiológica ou pseudo-acomodação fisiológica através dos fenômenos fisiológicos e biomecânicos naturais associados à acomodação natural do olho.

[079]Em algumas modalidades, o sistema pode incluir um monitor que é incluído no módulo de laser para visualizar a área do tecido (monitor do médico), controle e segurança (vide também abaixo), que inclui alimentação de laser, componentes eletrônicos e plataforma de controle de movimento, bem como segurança, interface direta para uma estação base. O sistema também pode incluir estágio de movimento; estágio de translação para posicionar o laser, componentes ópticos e scanner na área específica - o laser e os componentes ópticos podem incluir um módulo de 3 micra componentes ópticos de formação de feixe; sistema de controle de profundidade para evitar uma ablação profunda demais; módulo de rastreamento ocular; sucção e fluxo laminar para segurança do operador. O sistema pode incluir deflexão de feixe sincronizada com rastreamento ocular para geração de arranjo de microporos. Outros componentes e aspectos podem incluir, por exemplo, unidade de câmera para visão. A estação base pode ser uma estação base móvel inteligente que pode incluir monitor do operador para controle e segurança, distribuição de energia para diferentes módulos, resfriamento a água do sistema de laser, pedal opcional, interface de comunicação com o mundo externo, depuração de erros, atualizações e outros recursos, e alimentação principal para alimentação de energia de ampla faixa para operação internacional.

[080]Como mencionado acima, em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem incluir criar um modelo de elementos finitos do mecanismo acomodativo que inclui sete vias zonulares e três seções de músculo ciliar, calibrar e validar o modelo através de comparação com medições experimentais publicadas anteriormente do músculo ciliar e do movimento da lente durante a acomodação, e usar o modelo para investigar a influência da arquitetura da anatomia zonular e do músculo ciliar sobre a função acomodativa saudável. O modelo pode incluir a geometria da lente e estruturas extralenticulares e as simulações utilizaram o novo tensionamento zonular e acomodação condicionada por contração muscular.

[081]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem incluir um método para alterar as propriedades biomecânicas do tecido biológico usando um complexo de formações de matriz consistindo de perfurações no referido tecido, em que a configuração se baseia em um algoritmo matemático. A alteração nas propriedades biomecânicas do tecido biológico está relacionada à elasticidade, absorção de impacto, resiliência, amortecimento mecânico, maleabilidade, dureza, rigidez, configuração, alinhamento, de formação, mobilidade e/ou volume do referido tecido. As formações de matriz das perfurações podem permitir uma relação de deformação de força não-monotônica no referido tecido com a extensão da constante elástica isotrópica ao longo do meio. Cada formação de matriz pode criar uma relação algébrica linear entre o comprimento de linha e o comprimento de coluna com cada perfuração do referido tecido possuindo espaços de vetor linear contínuos com derivadas até N. Em que N é um número infinito. O complexo pode criar uma área de superfície total, em que cada perfuração tem uma relação proporcional à área de superfície total do referido tecido. O complexo também pode ser configurado para alcançar equilíbrio de forças, tensão e deformação e reduzir o efeito de cisalhamento entre as formações de matriz e as perfurações. Cada perfuração pode ser um volume excisado de tecido que define uma rede de pontos no referido tecido, em que a forma preferida do volume excisado é cilíndrica. A formação de matriz consiste de tesselações com ou sem um padrão repetitivo, em que as tesselações são Euclidianas, Não-Euclidianas, regulares, semi-regulares, hiperbólicas, parabólicas, esféricas ou elípticas, e qualquer variação das mesmas. Cada perfuração pode ter uma relação linear com as outras perfurações dentro de cada formação de matriz e com o complexo de matrizes individualmente. As tesselações relacionam-se direta ou indiretamente às relações atômicas de tensão e deformação/cisalhamento entre os tecidos por meio do cálculo do arranjo matemático de vetores de posição entre as perfurações. A relação atômica é uma relação previsível do volume removido por cada perfuração para a alteração nas propriedades biomecânicas vista como um elemento do algoritmo matemático. A relação previsível do volume removido pode ser mutuamente exclusiva. As tesselações podem ser um quadrado que pode ser subdividido em uma tesselação de círculos ou polígonos equiangulares para a derivada de n. Em algumas modalidades, o algoritmo matemático usa um fator Φ ou Phi para encontrar a colocação mais eficientes das matrizes para alterar as propriedades biomecânicas do referido tecido. O fator Φ ou Phi pode ser 1.618 (4 dígitos significativos) representando qualquer fração de um conjunto de vetores geradores em uma rede possuindo o comprimento mais curto em relação ao comprimento de todos os outros vetores. Em algumas modalidades, o algoritmo matemático da reivindicação 1 inclui uma relação hiperbólica não-linear entre os planos do tecido biológico e em qualquer limite ou partição dos tecidos adjacentes, planos e espaços dentro e fora da matriz.

[082]Várias modalidades do sistema de laser são descritas no Pedido US N⍛ 15/942,513 (depositado em 31/03/2018), no Pedido PCT N⍛ PCT/US18/25608 (depositado em 31/03/2018), no Pedido de Taiwan N⍛ 108111355 (depositado em 29/3/2019), no Pedido US N⍛ 11/376,969 (depositado em 15/03/2006), no Pedido US N⍛ 11/850,407 (depositado em 05/09/2007), no Pedido US N⍛ 11/938,489 (depositado em 12/11/2007), no Pedido US N⍛ 12/958,037 (depositado em 01/12/2010), no Pedido US N⍛ 13/342,441 (depositado em 03/01/2012), no Pedido US N⍛ 13/709,890 (depositado em 10/12/2012), no Pedido US N⍛ 14/526,426 (depositado em 28/10/2014), no Pedido US N⍛ 14/861,142 (depositado em 22/09/2015), no Pedido US N⍛ 15/365,556 (depositado em 30/11/2016), no Pedido US N⍛ 16/599,096 (depositado em 10/10/2019), no Pedido US N⍛ 11/850,407 (depositado em 05/09/2007), e no Pedido US N⍛ 14/213,492 (depositado em 14/03/2014), no Pedido US N⍛ 16/258,378 (depositado em 25/01/2019), no Pedido US N⍛ 15/638,308 (depositado em 29/06/2017), no Pedido US N⍛ 16/702,470 (depositado em 03/12/2019), no Pedido US N⍛ 15/638,346 (depositado em 29/06/2017), os quais são incorporados em sua totalidade ao presente.

[083]A influência da rigidez ocular e da biomecânica ocular sobre a patogênese da presbiopia relacionada à idade é um aspecto importante aqui. As descrições aqui apresentadas são feitas para modificar a rigidez estrutural dos tecidos conjuntivos oculares, mais especificamente, da esclera do olho, usando os sistemas e métodos da presente revelação.

INTRODUÇÃO

[084]De modo a apreciar melhor a presente revelação, descreveremos de maneira resumida a acomodação ocular, a rigidez ocular, a biomecânica ocular e a presbiopia. Em geral, a perda de capacidade acomodativa nos presbíopes possui muitos fatores lenticulares contribuintes, assim como extralenticulares e fisiológicos, que são afetados pelo avanço da idade. O aumento da rigidez ocular com a idade produz tensão e deformação nessas estruturas oculares, podendo afetar a capacidade acomodativa. Em geral, entender o impacto da biomecânica ocular, da rigidez ocular e da perda de acomodação poderia produzir novos paradigmas de tratamento oftálmico. As terapias esclerais podem ter um importante papel no tratamento de deficiências biomecânicas em presbíopes, pois oferecem pelo menos um meio para abordar a verdadeira etiologia da manifestação clínica da perda de acomodação observada com a idade. Os efeitos da perda de acomodação têm impacto sobre as funções fisiológicas do olho, incluindo, mas sem limitar-se à acomodação visual, hidrodinâmica do humor aquoso, hidrodinâmica do humor vítreo e fluxo sanguíneo pulsátil ocular. O uso dos sistemas e métodos da presente revelação para restaurar mais propriedades biomecânicas maleáveis do tecido conjuntivo ocular é um procedimento seguro e pode restaurar a capacidade acomodativa em adultos em idade avançada.

[085]A acomodação é tradicionalmente descrita como a capacidade da lente cristalina do olho em mudar de poder dióptrico dinamicamente para ajustar-se a várias distâncias. Mais recentemente, a acomodação tem sido melhor descrita como um sistema biomecânico complexo possuindo tanto componentes lenticulares quanto extralenticulares. Esses componente agem sincronizadamente com diversas estruturas anatômicas e fisiológicas no órgão do olho para orquestrar não apenas as manifestações visuais que ocorrem com a acomodação, mas também as funções fisiológicas integrais ao órgão do olho, tal como a hidrodinâmica do humor aquoso e o biotransporte ocular.

[086]A biomecânica é o estudo da origem e dos efeitos das forças nos sistemas biológicos. A biomecânica tem permanecido subutilizada na oftalmologia. Este paradigma biomecânico merece ser estendido aos tecidos conjuntivos anatômicos do complexo órgão do olho. O entendimento da biomecânica ocular, na medida em que se relaciona à acomodação, pode possibilitar um panorama mais completo do papel que este sistema de movimento primário tem sobre uma função do órgão do olho em geral, enquanto mantém a qualidade óptica para tarefas visuais.

[087]O olho é uma estrutura biomecânica, um órgão sensorial complexo que contém mecanismos musculares, de drenagem e fluido complexos responsáveis pela função visual e pelo biotransporte ocular. O sistema acomodativo é o principal sistema de movimento no órgão do olho, facilitando diversas funções fisiológicas e visuais no olho. O papel fisiológico do sistema acomodativo é o de mover líquido aquoso, sangue, nutrientes, oxigênio, dióxido de carbono, e outras células, ao redor do órgão do olho. Além disso, ele atua como um circuito neurorreflexivo, respondendo às informações ópticas recebidas através da córnea e do cristalino para ajustar o poder de focalização por toda uma amplitude de visão, e é essencialmente o "coração" do órgão do olho.

[088]A Fig. 1 ilustra uma anatomia geral de um olho que será útil para as discussões aqui. A Fig. 2 ilustra a forma do olho e a pressão intraocular (IOP).

[089]Uma discussão mais detalhada da biomecânica (inclusive da biomecânica ocular), de seu papel crítico na fisiopatologia do órgão do olho, da acomodação fisiológica no olho, da cirurgia escleral, do papel crucial do músculo ciliar em muitas funções do órgão do olho, inclusive na acomodação e hidrodinâmica do humor aquoso (saída/entrada de líquido endocular, regulação de pH, e pressão intraocular) é apresentada em detalhes no Pedido US N⍛ 15/942,513, no Pedido Taiwanês N⍛ 108111355, e no pedido PCT N⍛ PCT/US18/25608, os quais são incorporados aqui em sua totalidade.

[090]O Pedido US N⍛ 15/942,513, o Pedido Taiwanês N⍛ 108111355, e o Pedido PCT N⍛ PCT/US18/25608 adicionalmente descrevem o rejuvenescimento escleral a laser (por exemplo, nas Figs. 1A-1 a 1A-7 e suas descrições correspondentes no Pedido US 15/942,513), o papel da rigidez ocular (inclusive a “rigidez” das estruturas oculares externas do olho, incluindo a esclera e a córnea) é suprimir o aparato de acomodação. Essas descrições são incorporadas ao presente em sua totalidade.

[091]Os sistemas e métodos da presente revelação levam em consideração a combinação da técnica de preenchimento de poros e a criação de matrizes de poros em três dimensões. Os poros com uma profundidade, tamanho e disposição específicos em um arcabouço 3D matricial de tecido produz comportamento plástico dentro da matriz tecidual. Isso afeta as propriedades biomecânicas do tecido escleral, permitindo que ele seja mais maleável. A pluralidade de poros pode ser criada em um arcabouço 3D em matriz, em um padrão de arranjo ou em uma ou mais estruturas de rede. Várias características de microporação podem ser suportadas. Estas podem incluir volume, profundidade, densidade, e assim por diante.

[092]Deve-se observar que, embora os exemplos aqui apresentados descrevam o tratamento do tecido escleral, o sistema da revelação também pode ser configurado para tratar outros tecidos oculares e tecidos.

[093]As Figs. 4 e 5 ilustram o microporo e a esclera, e exemplos de tecido tratado na microporação.

[094]As Figs. 62 a 66 ilustram um exemplo de arranjo matricial de micro-excisões, usando os sistemas e métodos da presente revelação, em quatro quadrantes oblíquos.

[095]A FIG. 2G no Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra uma representação gráfica ilustrativa da complacência ocular restaurada, forças resistivas esclerais reduzidas, forças resultantes ciliares aumentadas, e acomodação dinâmica restaurada após o tratamento.

[096]A forma de matriz pode ser organizada em uma pluralidade de dimensões, tamanhos, formas, geometrias, distribuições e áreas. A forma de matriz pode ser tanto regular quanto irregular. Em algumas modalidades, pode ser vantajoso criar uma forma de círculo, hexágono central ou tetraédrico, De modo a criar um hexágono central dentro de uma matriz, deverá haver uma série de “poros” com composição, profundidade e relação específicas aos demais “poros” na matriz e ao tecido espacial entre os poros na matriz. Uma quantidade substancial da profundidade (por exemplo, pelo menos 85%) do tecido também é necessária para obter o efeito máximo de toda a matriz por todas as dimensões do círculo ou polígono. A matriz dentro do tecido contém um círculo ou polígono. O ângulo central de um círculo ou polígono permanece o mesmo, independentemente da pluralidade de pontos dentro da matriz. Este é um componente essencial dos sistemas e métodos da presente revelação, uma vez que eles tiram proveito de uma matriz com um círculo ou polígono que inclui a relação única e as propriedades do padrão de poros na matriz ou rede.

[097]O ângulo central de um círculo ou polígono é o ângulo subtendido no centro do círculo ou polígono por um de seus lados. Apesar do número de lados do círculo ou polígono, o ângulo central do círculo ou polígono permanece o mesmo.

[098]Os atuais dispositivos de implante na esclera obtêm o efeito mecânico após a acomodação. Nenhum dispositivo ou método atual leva em conta os efeitos dos "poros" ou a criação de um arranjo matricial de poros com um hexágono central, ou círculo ou polígono no tecido em 3D. Os sistemas e métodos da presente revelação podem criar um arranjo matricial de poros no tecido biológico para permitir a alteração nas propriedades biomecânicas do próprio tecido para criar o efeito mecânico sobre as funções biológicas do olho. Em algumas modalidades, um requisito primário dos “poros” na matriz pode ser o círculo ou polígono.

[099]Um círculo ou polígono, por definição, pode ter qualquer número de lados e a área, perímetro e dimensões do círculo ou polígono em 3D podem ser mensurados matematicamente. No caso de um círculo ou polígono regular, o ângulo central é o ângulo formado no centro do círculo ou polígono por quaisquer dois vértices adjacentes do círculo ou polígono. Se fôssemos desenhar uma linha a partir de quaisquer dois vértices adjacentes para o centro, eles formariam o ângulo central. Uma vez que o círculo ou polígono é regular, todos os ângulos centrais são iguais. Não importa qual lado se escolhe. Todos os ângulos centrais totalizariam 360° (um círculo completo), logo, a medida do ângulo central é de 360 dividido pelo número de lados. Ou, como uma fórmula:
Ângulo Central = 360/n graus, onde n é o número de lados.

[0100]A medida do ângulo central, dessa forma, depende somente do número de lados, não do tamanho do círculo ou polígono.

[0101]Como utilizado aqui, círculos ou polígonos não se limitam a “regulares” ou “irregulares”. Os círculos ou polígonos são uma das formas mais universais na geometria. Desde um triângulo simples, até quadrados, retângulos, trapezoides, dodecágonos e mais além.

[0102]Descrições adicionais dos círculos ou polígonos (inclusive dos tipos e propriedades) também são discutidas, por exemplo, no Pedido US N⍛ 15/942,513 e são incorporadas aqui.

[0103]Algumas modalidades aqui apresentadas ilustram uma pluralidade de círculos ou polígonos dentro do arranjo matricial. Cada um pode impactar a CT (tomografia por coerência). Eles podem conter poros suficientes para possibilitar um “hexágono central”. Uma forma quadrada/de diamante pode ser aparente. Como uma fórmula:
onde:

s é o comprimento de qualquer lado
que se reduz a:
onde:

s é o comprimento de qualquer lado

[0104]Um “poro” descrito aqui pode ter uma forma, forma, composição e profundidade específicas. Um poro percorre um tecido tridimensional através do qual os gases, líquidos ou partículas microscópicas podem passar. Um poro pode ser de qualquer tamanho, forma e pode ser espaçado uma parte ou pode ser tesselado. Deve-se observar que, embora certos exemplos aqui se refiram a um poro como microporo, o termo microporo não pretende ser limitante e pode ser usado de forma intercambiável com o termo poro. Os “poros” criados aqui podem ser cilindros circulares ou cilindros quadrados para inibir o tecido de cicatrização.

[0105]A criação de poros dentro de um arranjo matricial alterando as propriedades biomecânicas do tecido conjuntivo é um aspecto único da presente revelação. A criação de vários tamanhos de microporos que são de qualquer tamanho, forma, sendo ou espaçados uma parte ou tesselados, também é um aspecto único da presente revelação.

[0106]A “matriz de poros” usada aqui pode ser usada para controlar a cicatrização de feridas. Em algumas modalidades, ela pode incluir o preenchimento de poros para inibir o tecido de cicatrização.

[0107]Em algumas modalidades, os poros podem ter pelo menos 5% a 95% de profundidade através do tecido conjuntivo e ajudar a criar a alteração de propriedade biomecânica almejada. Eles podem ter uma composição específica, disposição na matriz e preferencialmente ter as qualidades matemáticas de um círculo ou polígono. No espaço tridimensional (3D), a alteração almejada na relação entre os poros na matriz ou rede é a característica única da presente revelação (vide, por exemplo, as Figs. 1F(a) a 1F(c) e suas descrições correspondentes no Pedido US 15/942,513). A matriz ou arranjo pode consistir de uma rede de Bravais 2D, uma Rede de Bravais 3D ou uma rede não-Bravais.

[0108]As Figs. 1B-1E do Pedido US 15/942,513 ilustram exemplos de arranjos matriciais de poros. Os arranjos matriciais de poros aqui apresentados são o bloco de construção básico a partir do qual todos os arranjos contínuos podem ser construídos. Pode haver diversas maneiras diferentes de se dispor os poros na CT no espaço, em que cada ponto teria uma “atmosfera” idêntica. Ou seja, cada ponto seria circundado por um conjunto idêntico de pontos a qualquer outro ponto, de modo que todos os pontos seriam indistinguíveis uns dos outros. O “arranjo matricial de poros” pode ser diferenciado pela relação entre os ângulos entre os lados do “poro unitário”, e a distância entre os poros e o “poro unitário”. O “poro unitário” é o primeiro “poro criado” e, quando repetido em intervalos regulares em três dimensões, irá produzir a rede do arranjo matricial observada na superfície por toda a profundidade do tecido. O “parâmetro de rede” é o comprimento entre dois pontos nos cantos de um poro. Cada um dos vários parâmetros de rede é designado pelas letras a, b e c. Se dois lados forem iguais, tal como em uma rede tetragonal, então os comprimentos dos dois parâmetros de rede são designados como a e c, com b omitido. Os ângulos são designados pelas letras gregas α, β e γ, de modo que um ângulo com uma letra grega específica não seja subtendido pelo eixo com seu equivalente romano. Por exemplo, α é o ângulo compreendido entre o eixo b e c.

[0109]Uma estrutura de rede hexagonal pode ter dois ângulos iguais a 90°, com o outro ângulo (γ) igual a 120°. Para isto acontecer, os dois lados circundando o ângulo de 120° deverão ser iguais (a = b), enquanto que o terceiro lado (c) está em 90° em relação aos outros lados e pode ser de qualquer comprimento.

[0110]O arranjo matricial é definido como a disposição repetitiva específica dos poros por todo um tecido conjuntivo alvo, por exemplo, a esclera. A estrutura se refere à disposição interna dos poros, e não à aparência externa ou superfície da matriz. Entretanto, estes podem não ser inteiramente independentes, uma vez que a aparência externa de uma matriz de poros está geralmente relacionada à disposição interna. Pode haver uma distância específica entre cada um dos poros na matriz designada para satisfazer às características matemáticas e propriedades do círculo ou polígono. Os poros criados também podem ter uma relação com o tecido restante dentro da matriz, alterando assim as propriedades biomecânicas da matriz.

[0111]As relações espaciais dos poros dentro da matriz podem ter implicações geométricas e matemáticas.

[0112]A Fração de Volume de Poros, junto com a densidade aparente ou densidade volumétrica, também pode ter implicações biomecânicas, funcionais, físicas, geométricas e matemáticas, como ilustrado pelo menos nas Figs. 98 e 99.

[0113]Em algumas modalidades, o sistema de microporação a laser da presente revelação pode em geral incluir pelo menos três parâmetros: 1) uma radiação laser possuindo uma fluência entre aproximadamente 1 e 3 μJoules/cm2 e aproximadamente 2 Joules/cm2; ≥ 15.0 J/cm2 no tecido; > 25.0 J/cm2 no tecido; potência do laser de 0.1 a 2.5W, para ampliar as possibilidades de tratamento 2900 nm +/- 200 nm; em torno da absorção de IR médio máxima da água; a taxa de repetição do laser e a duração do pulso podem ser ajustáveis usando combinações predefinidas no intervalo de 100 a 1000 Hz e 50 a 225 μs. Este intervalo pode ser visto como um intervalo mínimo ≥ 15.0 J/cm2 no tecido; ≥ 25.0 J/cm2 no tecido; para ampliar as possibilidades de tratamento; 2) irradiado usando um ou mais pulsos de laser ou uma série de pulsos com uma duração entre aproximadamente 1 ns e aproximadamente 20 ps. Algumas modalidades podem potencialmente ter uma versão de até 50W; 3) A faixa preferida da Zona de Dano Térmico (TDZ) pode ser menor do que 20 μm em algumas modalidades, ou entre 20 e 50 μm em algumas modalidades; 4) Os parâmetros da largura de pulso de 10μm a 600μm também podem ser incluídos.

[0114]A energia por pulsos de 1 3 1-microJoules pode se ligar a femtolasers e pico lasers com altas taxas de repetição, por exemplo, 500 Hz (Zeiss) até vários kilohertz (Optimedica). Os benefícios dos femto-lasers e pico-lasers são os tamanhos de ponto pequenos (por exemplo, 20 micra e até 50 micra) e as densidades de energia são altas para problemas térmicos mínimos nos tecidos circundantes. Tudo isto pode levar a um rejuvenescimento escleral eficaz. Em algumas modalidades, os lasers podem produzir poros substancialmente redondos e em formato cônico na esclera com uma profundidade até a perfuração da esclera e dano térmico de aproximadamente 25 μm até aproximadamente 90 pm. A profundidade de poro pode ser controlada pela energia de pulso e pelo número de pulsos. O diâmetro de poro pode variar por artefatos de movimento e/ou desfocaiização. O dano térmico pode se correlacionar com o número de pulsos. A energia de pulso pode ser aumentada, o que pode levar a uma diminuição do número de pulsos, e, com isto, a uma diminuição adicional do dano térmico. O aumento da energia de pulso também pode reduzir o tempo de irradiação. Um esquema ilustrativo do sistema de laser descrito pode possibilitar perfis de laser otimizados para zona de dano térmico inferior ao mesmo tempo em que preserva o tempo de irradiação, mantendo assim uma velocidade rápida para o tempo de tratamento ideal, e um gráfico ilustrando a correlação entre a zona de dano térmico e pulso (vide, por exemplo, a Fig. 1E-2 e as Figs. 1G-1 a 1G-4 e suas descrições correspondentes no Pedido US 15/942,513).

[0115]Em algumas modalidades, a duração do pulso e a largura de pulso podem ser variáveis baseado na OCT adaptativa, se aproximando de zero na profundidade alvo predeterminada.

[0116]Os lasers de nanossegundos para microporação ou microtunelamento, em algumas modalidades, podem incluir as seguintes especificações: comprimentos de onda infravermerlho UV-Curto-Visível 350 a 355 nm; 520 a 532nm; geralmente 1030 a 1064nm; -durações de pulso de 0,1 a 500 nanossegundos, passivo (ou chaveamento Q ativo); taxa de rep. de pulso de 10Hz a 100kHz; energias de pico de 0,01 a 10 miliJoules; potências de pico máx. Superiores a 10 Megawatts; feixe livre ou fibra distribuída.

[0117]O rejuvenescimento escleral pode ser realizado com lasers de femto-ou picossegundos e laser Er:YAG. Outras modalidades preferidas podem incluir parâmetros de energia de laser ideais para laser Er:YAG 2.94 ou outras possibilidades de laser com energia de laser preferida Er:YAG ou outros lasers de diferentes comprimentos de ondas com alta absorção de água.

[0118]Os milijoules e as densidades de energia para tamanhos de ponto / formatos / poros diferentes podem incluir:

[0119]Tamanho de ponto 50 micra: a) 0,5 mJoules pp é igual a 25 Joules/cm2; b) 1,0 mJoule pp é igual a 50 Joules/cm2 (possível com Er:YAG); 3) 2,0 mJoules pp é igual a 100 Joules/cm2.

[0120]tamanho de ponto 100 micra (todos estes possíveis com Er:YAG): a) 2,0 mJoules pp é igual a 25 Joules/cm2; b) 5,0 mJoule pp é igual a 62,5 Joules/cm2; c) 9,0 mJoules pp é igual a 112,5 Joules/cm2.

[0121]Tamanho de ponto 200 micra: a) 2,0 mJoules pp é igual a 6,8 Joules/cm2; b) 9,0 mJoule pp é igual a 28,6 Joules/cm2; c) 20,0 mJoules pp é igual a 63,7 Joules/cm2.

[0122]Tamanho de ponto 300 micra: a) 9,0 mJoules pp é igual a 12,8 Joules/cm2 - possível com Er:YAG; b) 20,0 mJoules pp é igual a 28 Joules/cm2 -possível com DPM-25/30/40/X; c) 30,0 mJoules pp é igual a 42,8 Joules/cm2 d) 40,0 mJoules pp é igual a 57 Joules/cm2 e) 50,0 mJoules pp é igual a 71 Joules/cm2.

[0123]Tamanho de ponto 400 micra: a) 20 mJoules pp é igual a 16 Joules/cm2 -D PM-25/30/40/50/X; b) 30 mJoules pp é igual a 24 Joules/cm2; c) 40 mJoules pp é igual a 32 Joules/cm2; d) 50 mJoules pp é igual a 40 Joules/cm2

[0124]Observa-se que poros redondos ou quadrados, ou pontos com outras formas, também possíveis. Vide, por exemplo, a Fig. 105, 106, 107 e 108. Esses poros atravessando tecidos conjuntivos tridimensionais em uma profundidade desejada específica podem resultar em uma pluralidade de cilindros com uma pluralidade de formas, incluindo, mas não limitado a cilindros circulares, cilindros quadrados, cilindros poligonais ou cilindros cônicos. Há alguma evidência que descreve que as capacidades de penetração, proliferação, diferenciação e migração dos poros são afetadas pelo tamanho, forma e geometria dos poros do arcabouço. Uma vez que tanto a viscoelasticidade quanto a permeabilidade dependem da porosidade, orientação, tamanho, distribuição e interconectividade do poro, há certos tamanhos de poros que podem ser mais ideais do que outros, dependendo do objetivo clínico para a poração. O sistema tem capacidade flexível de alterar o esquema óptico para uma pluralidade de parâmetros de poro e matriz. Adicionalmente, as partes inferiores dos poros podem ser de fundo cônico ou plano, baseado no esquema óptico. Adicionalmente, os lados dos poros podem formar formatos diferentes (por exemplo, cilindros ou cones) baseado no esquema óptico. Em algumas modalidades, como ilustrado pelo menos nas Figs. 86 e 87, o sistema pode empregar divisores de feixe difrativos (DBS) para modificar o tamanho e a forma do feixe, consequentemente, do poro.

[0125]Com respeito aos lasers de femto e picossegundos, alguns comprimentos de onda disponíveis incluem IR 1030nm; Verde 512nm e UV 343nm. As energias de pico podem variar desde nanoJoules (à taxa de rep. de MHz) via 5 a 50 microJoules até várias centenas de microJoules na região de picossegundos. Lasers de femtossegundos possuindo comprimento de pulso de 100 a 900 femtossegundos; energias de pico desde um nanoJoule até centenas de microJoules, taxas de rep. de pulso de 500 Hz a vários Megahertz (Ziemer LOV Z; Ziemer AG, Suíça: energias de pico em nanoJoules à taxa de rep. superior a 5 MHz, qualidade/densidade de feixe muito boa - focaliza em um ponto pequeno - 50 micra e menos é possível).

[0126]A qualidade do feixe é tão precisa nos melhores femtolasers que, em algumas modalidades, o Microtunelamento a Femtolaser da esclera como microporos usando lasers de Érbio pode ser alcançado.

[0127]Como usado aqui, os poros nucleares podem ser definidos como aberturas no envoltório nuclear, com diâmetro de cerca de 10 nm, através das quais moléculas (tais como proteínas nucleares sintetizadas no citoplasmna) e rna podem passar (vide, por exemplo, a FIG. 1H e suas descrições correspondentes no Pedido US 15/942,513). Os poros são gerados por um grande agrupamento de proteínas. As perfurações na membrana nuclear podem permitir a seleção de materiais a fluírem para dentro e para fora.

[0128]A fórmula para porosidade no tecido biológico pode ser definida como: X(Xa,t) = qT”(X”, t) =x* + u”(X”, t), onde qT” é um mapeamento continuamente diferenciável, invertível, de 0 a a, e u” é o deslocamento do constituinte cY. O gradiente de deformação invertível para o constituinte a (F”), e seu Jacobiano (J”), pode ser definido como J” = det F”, onde J” deverá ser estritamente positivo para impedir a auto-interpenetração de cada conjunto contínuo. O tensor de Cauchy-Green à direita % seu inverso, o tensor de deformação de Piola B para o constituinte sólido pode ser definido como v =FstFs, B = Fs-1 Fs-t , onde o sobrescrito t indica transposição.

[0129]As atuais evidências teóricas e experimentais sugerem que a criação ou manutenção dos poros no tecido conjuntivo realiza três tarefas importantes. Primeiro, ela transporte nutrientes para as células na matriz do tecido conjuntivo.
Segundo, ela leva o resíduo celular embora. Terceiro, o fluido do tecido exerce uma força sobre a parede da esclera ou capa ocular externa, força esta que é grande o suficiente para as células detectarem. Imagina-se que este seja o mecanismo básico de mecanotransdução no tecido conjuntivo, a maneira na qual a capa ocular detecta a carga mecânica à qual ela é sujeita e a resposta ao aumento na pressão intraocular. Entender a mecanotransdução ocular é fundamental para o entendimento de como tratar a hipertensão ocular, o glaucoma e a miopia. Adicionalmente, a porosidade ou densidade volumétrica de um material ou tecido altera suas propriedades físicas e biomecânicas, tal como a plasticidade, complacência, cisalhamento, tensão, deformação interna, fluência, deformação e reformação. Uma vez que os músculos ciliares da acomodação são os principais agonistas das forças tanto dentro da dinâmica de força quanto da hidrodinâmica no olho, biomecânica da capa externa ocular é de vital importância para facilitar ou deter as produções de força para funções necessárias do órgão do olho, incluindo, mas não limitado ao reparo de tecidos, mecânicas de acomodação, controle de pressão intraocular e fluídica dentro do olho. Uma vez que a reticulação relacionada à idade impacta a rigidez biomecânica ou as capacidades de amortecimento dos tecidos conjuntivos do olho, considerar a manipulação da porosidade ou densidade aparente dos tecidos oculares envelhecimentos pode se propor como uma solução orgânica para restaurar ou rejuvenescer as funções dinâmicas dentro do olho sem o uso de dispositivos implantados ou fármacos. Alterar as propriedades biomecânicas do tecido através de meios de microporação também pode melhorar a resposta biomecânica dos tecidos à tensão e rejuvenescer os tecidos.

[0130]Derivar as propriedades físicas de um meio poroso (por exemplo, hidráulica, condutividade, condutividade térmica, curva de retenção de água) a partir de parâmetros descrevendo a estrutura do meio (por exemplo, porosidade, distribuição de tamanho de poro, área de superfície específica, densidade aparente ou densidade volumétrica) é um desafio contínuo para os cientistas, seja em tecidos moles ou para porosidades de tecidos ósseos e suas permeabilidades. O sistema pode incluir a capacidade de utilizar múltiplos padrões, pulsos (vide, por exemplo, as Figs. 109, 110 e 111), tesselações, formas (sem se limitar a redondo, retangular, quadrado), e tamanhos tanto para microporos individuais quanto para matrizes de múltiplos poros. A profundidade de poro demonstra aumentar com a energia e a largura de poro não se altera com múltiplos pulsos, mas, em vez disso, usando um divisor de feixe difrativo (por exemplo, DBS) para forma, tamanho e estrutura do poro personalizados. Para verificar a hipótese de um meio poroso ter um comportamento de escalonamento autossimilar, as dimensões fractals dos vários aspectos foram determinadas experimentalmente in vitro em globos oculares de animais e humanos e em olhos humanos in vivo. Como ilustrado nas Figs. 112, 113, 114 e 115, esses dados empíricos demonstram evidência preliminar de que aumentar a densidade de poro ou densidade volumétrica (densidade aparente) aumenta os efeitos biomecânicos de plasticidade, fluência e deformação que resultam em acuidades visuais aprimoradas que se atribuem às forças acomodativas aprimoradas.

[0131]O sistema pode incluir a capacidade de assegurar o controle da profundidade de ablação e o recurso de alerta / controle que pode detectar, de forma confiável, a profundidade da ablação do tecido e, em última análise, a interface entre a esclera e a coroide, e efetivamente prevenir a ablação além da esclera, a capacidade do sistema de ser ergonômica e clinicamente prático, além de aceitável para uso pelo médico, alta confiabilidade e controles para assegurar a segurança do paciente e a reprodutibilidade do procedimento, e a capacidade de realizar a varredura óptica com uma distância de trabalho maior de modo a produzir um procedimento rápido.

[0132]Em algumas modalidades, os sistemas descritos na presente revelação podem usar um laser Er:YAG de 2,94μm pulsado, com chaveamento Q e DPSS (estado sólido bombeado por diodo), junto com uma sonda manual, para realizar a ablação dos poros na esclera, modificar a plasticidade de uma região da esclera, no tratamento da presbiopia e outras disfunções do olho.

ARQUITETURAS DO SISTEMA

[0133]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido ocular, por exemplo, tecido esclera, em que o médico é apresentado a uma visão em realidade aumentada de um protocolo de tratamento, uma imagem de alta resolução dos olhos do paciente obtida pela câmera, localizações de tratamento de microporo previstas e padrões de tratamento localizados ao redor do limbo, exclusão vascular e rastreamento ocular, tudo através da interface gráfica (GUI ) e Inteligência Artificial (Al) para auxiliar no tratamento ideal. Como ilustrado nas Figs. 61, 50, 51 e 63, e como será descrito em mais detalhes adiante, o sistema pode oferecer a um médico a capacidade de desviar a localização do tratamento no olho do paciente na imagem da câmera. O sistema pode permitir que o médico gire a imagem de tratamento e visualize a alteração. O sistema pode permitir que o médico selecione microporos individuais no padrão de tratamento para não serem tratados baseado na visualização, pelo médico, da estrutura vascular do olho do paciente. Uma vez tratados, o sistema pode oferecer ao médico uma imagem que confirma a profundidade almejada dos microporos, podendo também ver imagens de OCT (Tomografia por Coerência Óptica) em 2D e 3D para verificar os poros apropriados segundo o protocolo de tratamento. O sistema pode então oferecer ao médico a capacidade de retratar poros individuais à medida que necessário em uma segunda etapa de tratamento. O sistema de geração de imagens pode coletar um espectro dos dados biométricos e então pode reconstruir um modelo 3D preciso da anatomia verdadeira de cada matriz de tratamento incluindo cada microporação utilizando OCT e tecnologia de Realidade Aumentada (AR). O sistema pode possibilitar ao médico ou usuário visualizar precisamente onde a anatomia relevante se encontra na superfície e subsuperfície do olho através do tecido almejado, bem como alterações de morfologia pulso a pulso no tecido e dentro do microporo. O sistema de câmera pode ser capaz de produzir uma imagem precisa, de alta resolução, que mede com precisão e oferece visualização clara das imagens 3D pré-tratamento e pós-tratamento dos tecidos almejados da matriz de microporos. Usando dados biométricos medidos nos eixos x, y e z, o sistema pode ser capaz de sobrepor camadas de cenários de realidade aumentada para diversas possibilidades de tratamento. Esta plataforma multimídia permite que o médico tome decisões de tratamento inteligentes e efetue modificações para a anatomia única de cada pessoa.

[0134]As Figs. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17 mostram modalidades ilustrativas de um sistema de laser da presente revelação. Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral, em que o sistema pode criar microporos por múltiplos pulsos de radiação de laser para limitar danos ao tecido, controlar a profundidade de microporo final e reduzir o tempo de tratamento para cada microporo baseado nas variações na espessura do tecido escleral.

[0135]A Fig. 7 mostra um exemplo de sistema de laser sem nenhum galvo, um cabeçote de 5 eixos e movimento Z separado. A Fig. 8 mostra um exemplo de sistema de laser com controle de um cabeçote de laser sem nenhum galvo, cabeçote de 5 eixos e movimento Z separado. A FIG. 9 mostra um exemplo de sistema de laser com apoio de cabeça, movimento no eixo Z do cabeçote de laser. A Fig. 10 mostra um exemplo de sistema de laser com espelhos galvo, laser visível separado e fibras OCT/DC combinadas no eixo do laser de tratamento e na visão de tratamento do médico. A Fig. 11 mostra um exemplo de sistema de laser que combina OCT/DC e laser visível através de uma única fibra e lente de retransmissão compartilhada com laser de tratamento com controle e monitor. A Fig. 12 mostra um exemplo de sistema de laser que é substancialmente similar ao sistema na Fig. 11, mas incluindo a lente AF e o sistema OCT de dupla função. A Fig. 13 mostra um exemplo de sistema de laser que é substancialmente similar ao sistema na Fig. 12, mas sem nenhum galvo 5, Cabeçote de 5 eixos e movimento Z separado. A Fig. 14 mostra um sistema de laser ilustrativo que é substancialmente similar ao sistema na Fig. 13, mas sem nenhum galvo, 6 eixos com conjunto de lente AF. A Fig. 16 mostra um exemplo de sistema de laser com sistema de controle OCT com controle de profundidade com laser visível incluso. As Figs. 15 e 17 mostram um exemplo de sistema de laser com controle do sistema de biorrealimentação (OCT e/ou câmera).

[0136]Como ilustrado na Fig. 36, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um sistema de controle OCT para subsistemas de geração de imagens OCT de Varredura e OCT/DC duplos.

[0137]Como ilustrado na Fig. 37, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um sistema de controle OCT para subsistemas de geração de imagens OCT de Varredura e OCT/DC integrados.

[0138]Como ilustrado na Fig. 84, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um subsistema de laser de tratamento a laser combinado com OCT/DC baseada em fibra óptica. Este pode ser um componente central no esquema de controle de movimento de 5 eixos que é movido para mirar o feixe de laser.

[0139]As Figs. 77 e 80 a 83 ilustram exemplos do sistema de tratamento de laser baseado no tratamento fora do eixo.

[0140]As modalidades e aspectos do sistema de laser também são descritas em detalhes adicionais no Pedido US N⍛ 15/942,513, no Pedido Taiwanês N⍛ 108111355, e no Pedido PCT N⍛ PCT/US18/25608, os quais são incorporados aqui em sua totalidade. Por exemplo, como ilustrado na Fig. 6 do Pedido US N⍛ 15/942,513, o sistema de laser pode incluir um laser, uma fibra de distribuição de laser, um sistema de controle de laser, um sistema de monitoramento e um sistema de controle de feixe. Em outro exemplo, na Fig. 7 do Pedido US N⍛ 15/942,513, o sistema de laser também pode incluir um subsistema de controle de profundidade, espelhos galvo, uma câmera (por exemplo, câmera CCD ou câmera adequada), um microscópio visual, um subsistema de foco e componentes ópticos de distribuição de feixe. A Fig. 7-1 do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra um sistema de laser ilustrativo incluindo geração de imagens no eixo e fora do eixo, e um subsistema de medição de profundidade. Outras modalidades ilustrativas incluem um sistema a laser com dicroico (na Fig. 3A do Pedido US N⍛ 15/942,513), e um sistema de laser com subsistema de rastreamento ocular localizado após os espelhos galvo (na Fig. 3A do Pedido US N⍛ 15/942,513).

[0141]Em algumas modalidades, a presente revelação pode incluir um processo para distribuir tratamentos médicos de microporação para melhorar a biomecânica. O método pode incluir gerar, por um laser, um feixe de tratamento em um eixo de tratamento não alinhado com o eixo visual de um paciente em um tratamento médico de laser de subsuperfície para criar um arranjo de microporos que favorece a biomecânica; controlar, por um controlador em comunicação elétrica com o laser, a dosimetria do feixe de tratamento na aplicação a um tecido alvo; focalizar, por uma lente, o feixe de tratamento sobre o tecido alvo; monitorar, por um sistema automatizado de rastreamento, medição e exclusão de anatomia de subsuperfície fora do eixo automatizado (o tratamento a laser não é coincidente com a pupila ou linha de visão), uma posição do olho para aplicação do feixe de tratamento; e em que o padrão de arranjo de microporos é pelo menos um de um padrão radial, um padrão espiral, um padrão filotáctico, ou um padrão assimétrico.

[0142]Em algumas modalidades, a presente revelação pode incluir um sistema de cirurgia ocular a laser e tratamentos terapêuticos que pode oferecer um processo de terapia a laser do olho para aliviar as tensões e deformações que ocorrem com o aumento da rigidez da esclera com a idade graças à geração de complacência no tecido escleral usando uma matriz de microporos gerada por laser no tecido escleral, podendo ela ser espaçada ou tesselada. O sistema pode facilitar as alterações de propriedade biomecânica na esclera, aliviar a compressão do tecido conjuntivo subliminal, do tecido fascial, e das estruturas biofisiológicas do olho, bem como restaurar a capacidade acomodativa e a função hidrodinâmica ocular comprometida. O sistema pode aliviar a tensão e aumentar a complacência biomecânica sobre o músculo ciliar, o complexo de acomodação, o escoamento do humor aquoso, e funções anatômicas fisiológicas cruciais que se situam diretamente abaixo do tecido escleral. A reticulação relacionada à idade, que causa aumento da rigidez biomecânica, pode ser afeta direta e indiretamente pela criação de poros por fibrilas de colágeno antirreticulantes dentro da hierarquia dos tecidos, criando um tecido conjuntivo mais flexível e complacente após tratada. Por exemplo, no uso da microporação para melhorar a complacência biomecânica no tecido esclera, ela permite que seja exercida mais produção de força sobre a lente para a função acomodativa. A Fig. 116 mostra uma histologia ilustrativa dos microporos. Seções histológicas com coloração com hematoxilina e eosina (H & E) (principais colorações de tecido usadas na histologia) para grupos de tratamento somente com Laser (L) e tratamento com Laser mais tratamento com colágeno (L+C) em diferentes pontos no tempo mostram a infiltração de células inflamatórias e a necrose coagulativa (setas) ao final de 1 mês em todos os olhos, e essas respostas cessaram com o tempo. Ao final de 9 meses, não se observaram células inflamatórias ou necrose, e os microporos esclerais ainda eram evidentes e preenchidos com fibroblastos. * indica microporos esclerais. TN indica o tecido de Tenon. A ampliação original era de 100x. A barra de escala era de 200 μm.

[0143]As modalidades do sistema de laser são descritas agora em mais detalhes adiante.

Fluxo de Trabalho, Produtividade e Segurança

[0144]Em algumas modalidades, como ilustrado nas Figs. 19 e 20, 21, 22, 23, 24 e 25, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral com o fluxo de trabalho que pode incorporar dados prévios do paciente e abranger operações até imagens OCT de verificação pós-tratamento.

[0145]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral com fluxo de trabalho personalizado para gerar múltiplos microporos em múltiplos quadrantes em ambos os olhos. As Figs. 26, 19 e 20 e 27 ilustram exemplos de processos para gerar um arranjo de poros.

[0146]Em algumas modalidades, como ilustrado nas Figs. 28 e 29, o sistema de laser pode incluir uma arquitetura FPGA para controlar a temporização de processos críticos, processos de segurança e processamento de imagem/dados.

[0147]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir meios de entrada de um plano de pré-tratamento para reduzir a duração de tempo do tratamento, por exemplo, pela criação de um arquivo .ini para carregar e configurar o sistema antes do paciente e do médico com o sistema pronto para iniciar o tratamento.

[0148]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um meio para receber entrada de planejamento de tratamento baseado em diversas fontes, por exemplo, registros anteriores do paciente, registros de tratamento escleral anteriores, escolhas do médico, otimizações de tratamento atualizadas e varreduras pré-tratamento pelo sistema). Como ilustrado nas Figs. 28 e 29, as varreduras de pré-tratamento pelo sistema podem incluir o uso da câmera, rastreamento ocular, reconhecimento de características e varreduras OCT para estabelecer o plano de tratamento ou a qualificação do paciente para o tratamento escleral.

[0149]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir meios de tratamento remoto. Em um exemplo, o sistema pode ser operado remotamente por um médico com um técnico treinado no local por meio de uma sessão GUI remota através de uma conexão com a Internet com ou sem dispositivos Bluetooth. O médico é remoto e se autentica no sistema através de uma conexão segura com a Internet com VPN e senha criptografada. Uma conexão de vídeo com câmera(s) de monitor no cabeçote do laser olhando para o paciente e o técnico com o médico na outra ponta. O técnico no local posiciona o paciente e instala o espéculo (vide as Figs. 136 a 138). O técnico pode informar a senha única do médico. O médico pode desempenhar todas as funções normais, mas o médico pode precisar realizar a pré-ativação da função de laser. O técnico no local realizar a ativação normal e pressiona o pedal sob instruções do médico. O médico tem, a sua disposição, um botão de parada de emergência. Em algumas modalidades, o técnico no local pode completar o tratamento e o médico analisa as imagens remotamente.

[0150]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um meio para monitorar remotamente a operação do sistema, transferir arquivos de dados, transferir arquivos de registro, baixar software novo, enviar registros de tratamento principais, realizar manutenção remota e calibrações. Em algumas modalidades, essas funções podem ser feitas com ou sem assistência no local, e usando interface eletrônica para serviços fora do local.

[0151]OCT/Controle de Profundidade (DC)

[0152]As Figs. 30, 6 e 18 mostram um exemplo de processo das modalidades do sistema de laser com controle de biorrealimentação.

[0153]Em algumas modalidades, o sistema pode usar um único feixe fixo a partir do sistema OCT para controle de profundidade que é colinear com o laser de tratamento.

[0154]Em algumas modalidades, a profundidade do microporo pode ser avaliada usando medições OCT entre os pulsos para determinar a profundidade atual baseado no estabelecimento da superfície na parte inferior da cada microporo, e a superfície inferior da esclera. A superfície superior da esclera também pode ser estabelecida e pode ser útil para determinar a profundidade do poro. A alteração na profundidade do último pulso, e a espessura escleral restante e então para determinar o comprimento (duração) de pulso ideal para o próximo pulso, se necessário. O procedimento acima pode ser realizado automaticamente e em tempo real.

[0155]Em algumas modalidades, como ilustrado no processo da Fig. 27, o controle de profundidade adaptativo pode criar pulsos longos iniciais que podem ser usados para reduzir o número total de pulsos e o tempo total necessário para completar um microporo para para a medição de profundidade alvo e reduzir a probabilidade de movimento do olho do paciente durante um microporo. Pulsos menores podem ser usados para permitir que o sistema “atinja” a profundidade alvo de microporo almejada.

[0156]O processo ilustrado na Fig. 27 pode incluir a condição em que a leitura de dados OCT é menor do que o esperado, indicando que o olho se moveu durante a criação de poro. Este processo é repetido para cada pulso para calcular a próxima largura de pulso ideal. Em algumas modalidades, a profundidade do poro pode ser comparada com uma faixa de valor esperada, se a profundidade for significativamente menor do que o esperado, isto poderia ser uma indicação de que o olho se moveu ou há um movimento ou vibração do sistema que variou o apontamento do laser. O sistema pode fornece rapidamente uma indicação de movimento do olho antes de o próximo pulso ser iniciado, fornecendo um indicador de segurança e criando um erro relatado ao controlador do sistema. Se o movimento for pequeno, o processo de ablação para o próximo poro pode continuar, mas se determinado grande o suficiente para ser significativo, o processo de criação de poro pode ser terminado ou pausado enquanto o rastreamento ocular reposiciona o apontamento de laser para continuar o processo de criação de poro para fins de segurança. Em algumas modalidades, o sistema pode ser capaz de registrar cada pulso de cada poro de modo a reiniciar a microporação na unidade de poro correta uma vez que o tratamento se reinicie.

[0157]Como ilustrado na Fig. 16, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral possuindo um Sistema de Controle OCT com Controle de Profundidade com laser visível (também chamado de feixe-guia) incluso.

[0158]Como ilustrado na Fig. 31, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral possuindo um único espelho de varredura que combina o feixe OCT que é varrido sobre a superfície do olho de modo a fornecer uma imagem dos microporos em qualquer ponto durante o tratamento.

[0159]Em algumas modalidades, o sistema pode usar um único feixe fixo a partir do sistema OCT para controle de profundidade que é colinear com o laser de tratamento.

[0160]Em algumas modalidades, como mostra a Fig. 109, pode ser ilustrado que a profundidade de poro é proporcional à energia de laser total, independentemente do número de pulsos usado para atingir a profundidade de poro.

[0161]Em algumas modalidades, como mostram as Figs. 110 e 111, pode ser demonstrado que o diâmetro de poro não é impactado significativamente impactado com base no número de pulsos necessário usado para atingir a profundidade de poro.

[0162]Em algumas modalidades, como mostra a Fig. 32, o sistema (por exemplo, como ilustrado pelo menos nas Figs. 7, 8, 17 e 30) pode incluir a capacidade de otimizar os parâmetros de pulso para atingir profundidade de pulso óptico entre os pulsos capaz de projetar o volume de remoção do tecido por pulso para pré-planejar e alcançar a profundidade final alvo e a remoção de volume. Ο sistema pode combinar a OCT e o laser dentro de um feixe, permitindo a visualização dos microporos individuais combinada com controle de profundidade. O sistema pode incluir a capacidade de usar sinais de OCT DC para determinar a posição focal do laser de tratamento para características de microporo ideais. O sistema pode incluir um sistema OCT que é colinear com o laser de ablação e usado para identificar o ar da interface para a esclera do paciente. O laser de tratamento pode ser configurado para o mesmo ponto focal em Z que o laser OCT. Baseado nisso, o “foco” do sistema completo pode ser ajustado e monitorado quanto a se o foco do laser está na esclera do paciente baseado na realimentação do sistema OCT.

[0163]Em algumas modalidades, como ilustrado pelo menos na Fig. 27, a profundidade do microporo pode ser medida dentro do microporo pelo subsistema OCT DC em linha; a medição pode ser feita a partir de um único feixe colinear com o feixe de tratamento, possuindo um tamanho de feixe ligeiramente menor. O sinal refletivo pode ser enviado através de um algoritmo de processamento de sinal para determinar a profundidade antes e depois dos pulsos de laser para fornecer a profundidade de microporo, e os sistema pode abortar o próximo pulso de laser, se apropriado. Em algumas modalidades, uma vez através das camadas externas dos olhos, a energia de pulso para a profundidade resultante pode ser calculada e usada para estabelecer a próxima energia de pulso (largura) de modo a terminar na profundidade desejada no número mínimo de pulsos.

[0164]Em algumas modalidades, a medição de profundidade pode ser proporcionada para cada microporo para assegurar que a ablação não exceda o plano de tratamento, não exceda uma espessura mínima restante da esclera por segurança e para determinar a profundidade restante do microporo a sofrer ablação. Em algumas modalidades, como ilustrado na Fig. 33, o sistema (e também as Figs. 7, 8, 17 e 30) pode incluir geração de imagens OCT/controle de profundidade OCT com dados coletados para profundidade de ablação de microporo por pulso e profundidade total proporcionados para análise final da OCT e verificação do protocolo de tratamento. O sistema pode incluir OCT co-linear com laser de tratamento que pode medir e registrar valores após cada pulso antes do próximo pulso na microporação. Isto pode ser possível baseado no dimensionamento do feixe OCT para ser igual ou menor do que o microporo (poro) do laser de tratamento, de modo que o sinal seja limpo e confiável e possa ser obtido rapidamente sem numerosas amostras. Os componentes ópticos de retransmissão OCT (estrutura fixa ou de ampliação) pode dimensionar o feixe OCT/DC menor do que o diâmetro de microporo de modo que a OCT possa verificar se o laser de tratamento está em foco e se o tamanho de microporo será como esperado. O sensor OCT DC pode fornecer um tamanho de feixe pequeno o suficiente para enxergar o microporo por inteiro e fornecer dados e análise entre os pulsos de tratamento. Em algumas modalidades, o sistema pode usar o sinal para monitorar o movimento do olho entre os pulsos mais rápido do que o rastreamento ocular usado entre os microporos.

[0165]Em algumas modalidades, como mostram as Figs. 17, 18 e 33, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral, em que a medição OCT pode ser feita sem varrer o feixe OCT, dimensionando o diâmetro do feixe OCT para ser menor do que o diâmetro do microporo de modo a enxergar o microporo por inteiro sem introduzir leituras falsas ou ruído de sinal, fornecendo uma medição de profundidade confiável da profundidade do poro e da parede restante da esclera.

[0166]Em algumas modalidades, como ilustrado na Fig. 7, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral, em que um feixe de laser de marcação de ponto visível pode ser introduzido no eixo com o laser de tratamento ao longo do feixe de controle de profundidade OCT, para permitir que o tamanho de ponto ideal do laser de marcação de ponto visível para aproximar o laser de tratamento e diâmetros de microporo, ainda que esses lasers tenham comprimentos de onda significativamente diferentes e distâncias focais quando projetados através dos sistemas ópticos.

[0167]Como ilustrado nas Figs. 17 e 30, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir biorrealimentação baseado nas imagens de câmera e análise de cor ou dados OCT, em conjunto com o sistema de iluminação, ou não, para interromper o tratamento de laser (por segurança) ou para modificar a próxima largura de pulso a ser emitida.

[0168]Os dados linearizados fazem a medição com OCT para profundidade no tecido necessitar de análise de dados significativa para determinar a profundidade de um poro. O sistema pode incluir um método para integrar a refletância geral, permitindo que a profundidade após o pulso individual seja determinada. Em algumas modalidades, o método pode incluir a capacidade de medir a profundidade do microporo em tempo real e entre os pulsos para controle de profundidade preciso. O algoritmo para determinar a profundidade pode ser diferente para uma variedade de tipos de tecido. A Fig. 34 ilustra exemplos do sinal de controle de profundidade OCT com um olho de porco. Como ilustrado na Fig. 32, o sistema pode fornecer a capacidade de otimizar os próximos parâmetros de pulso para alcançar uma profundidade de pulso ideal. O sistema pode determinar pulsos para alcançar a profundidade alvo pré-planejada e o volume de remoção de tecido por poro. Como ilustrado na Fig. 36, a medição OCT do pré-tratamento de espessura escleral pode fornecer a capacidade de guiar o algoritmo para dosagem de tratamento ideal.

Scanner OCT (2D e 3D)

[0169]Em algumas modalidades, como mostra a Fig. 8, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral, em que um segundo sensor de varredura OCT pode ser posicionado no eixo do laser de tratamento para fornecer uma varredura de alta qualidade da área de tratamento fornecendo verificação anterior e posterior da eficácia do tratamento. Isto poderia ser feito com o uso de um espelho móvel para alternar com a operação do laser de tratamento normal.

[0170]Em algumas modalidades, o controle de profundidade OCT e o sistema de geração de imagens OCT por Varredura podem usar sensores separados otimizados para cada tarefa, mas compartilham componentes do sistema OCT reduzindo a complexidade, o tamanho e o custo. As Figuras 38 a 41 e 42 mostram exemplo de componentes combinados e/ou compartilhados dentro do sistema OCT.

[0171]Em algumas modalidades, a função de varredura OCT pode ser introduzida de forma colinear com o feixe de tratamento com o uso de um espelho dicroico ao longo da linha central óptica, que permite ao laser de tratamento passar através de um espelho do scanner OCT fixo para permitir varreduras mais frequentes da área de tratamento.

[0172]Como ilustrado nas Figs. 43, 44, 45 e 46, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral, em que o sistema de varredura OCT pode fornecer tanto vistas em seção 2D quanto uma vista isométrica 3D da área de tratamento antes, durante e após o tratamento. O sistema também pode fornecer dados de medição de profundidade e diâmetro (ou formato de seção transversal de poro, ou seja, quadrado ou retangular) para cada microporo.

[0173]Em algumas modalidades, o sistema também pode incorporar e fornecer diferenciações de camada de tecido a partir da superfície superior para as superfícies inferiores de todas as subsuperfícies usando algoritmos de diferenciação estrutural aprimorados, aumentados, e coloração digital de tecidos.

RASTREAMENTO E MONITORAMENTO Rastreamento Ocular

[0174]Em algumas operações, a geração do microporo pode ser perturbada, por exemplo, se o paciente mover o olho, e, portanto, o rastreamento ocular como descrito aqui é necessário. Adicionalmente, o sistema pode incluir uma câmera para medir a velocidade do movimento do olho. Em algumas modalidades, a presente revelação pode incluir um processo, como ilustrado na Fig. 47, para lidar com o caso em que a velocidade é tão baixa que somente um movimento insignificante pode ser previsto dentro da duração da sequência de pulsos para ablação. As Figs. 48 e 49 também ilustram um exemplo de processo de rastreamento ocular.

Reconhecimento de Características

[0175]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral, em que um sistema de rastreamento ocular pode ser usado para assegurar que o apontamento de laser continue a ser referenciado para a posição de tratamento correta no olho durante uma micro-operação para corrigir o movimento do olho ou outros sistemas mecânicos. O sistema pode estar apto a reconhecer e rastrear uma pluralidade de características anatômicas do olho, incluindo a pupila, a íris, o limbo e/ou características vasculares (vasos sanguíneos) para tratamentos fora do eixo. O reconhecimento de características pode fornecer informações para rastreamento ocular, exclusão vascular (desseleção de localizações de poro individuais) e alinhamento de tratamento, por exemplo, para inicialmente obter a área de tratamento posicionada nas características anatômicas corretas, bem como exclusão anatômica de áreas de tratamento não almejadas.

[0176]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir elementos de rastreamento de características para a finalidade de rastreamento ocular. As características almejadas podem incluir, por exemplo, pupila, íris, limbo, estruturas vasculares. O sistema de laser pode receber entradas da câmera TOF, câmera visual, OCT/DC, e do scanner OCT 3D.

[0177]Em algumas modalidades, o sistema pode incluir reconhecimento de características (pode incluir características faciais (por exemplo, sobrancelhas, nariz, pálpebras)) a partir da câmera e um método de uso para o tratamento e exclusão de posição. O sistema pode incluir a capacidade de estabelecer a posição das características do olho para evitar exposição ao laser, posicionar o laser, recuo e posicionamento, tratar o tecido alvo enquanto se evita o tecido não desejado (não almejado) e saída para o ponto de fixação, ângulos do laser de tratamento, exclusão vascular, posicionamento do tratamento e sistemas de Al. O sistema pode alinhar múltiplos sistemas de coordenadas a partir de diferentes sub-processos de análise de características (por exemplo, aprendizado profundo, Al) para isolar e reunir relações posicionais (por exemplo, pupila, íris, vasculares, e outras). Vide, também, o processo ilustrativo nas Figs. 49 e 50. O sistema pode incluir sobreposição de realidade aumentada para melhorar a anatomia da biometria e aumentar o aprendizado (como na Al). A Fig. 51 mostra imagens ilustrativas de reconhecimento de características do limbo anatômico realçado através da análise de Al e ilustrado como uma sobreposição à imagem da câmera.

[0178]Em algumas modalidades, o sistema pode incluir o reconhecimento de características da anatomia de subsuperfície do olho (por exemplo, músculos ciliares, canal de Schlemm) a partir de imagens OCT que podem ser usadas no posicionamento da área de tratamento no olho. A Fig. 54 ilustra imagens ilustrativas da OCT (DC ou Varredura) para localizar o limbo anatômico e o Canal de Schlemm a fim de automatizar o posicionamento do tratamento. As imagens ilustram a biometria OCT e a anatomia de superfície em relação à colocação de poro em tempo real da zona de tratamento e dos microporos individuais. A Fig. 55 ilustra a posição de tratamento ilustrativa em relação ao Canal de Schlemm e ao Limbo Anatômico.

[0179]Em algumas modalidades, a presente revelação pode incluir um processo para somar os volumes de poro individuais para uma área de tratamento como uma fração de volume de poro e modificar / otimizar o equilíbrio do tratamento ou retratamento. O processo pode assumir um formato de poro baseado nas características do feixe, usar, sem a isto se restringir, a profundidade OCT para a OCT/DC ou varredura OCT e então calcular o volume de poro para cada poro à medida que completo. Este por ser um valor real após quaisquer poros abortados ou algoritmos de exclusão vascular excluírem poros específicos do plano de tratamento. Quando isto é realizado em tempo real, modificações na ablação de poro posterior podem melhorar o desempenho para o alvo. Isto também poderia ser calculado antes de qualquer recuo para planejar o tratamento ideal.

[0180]Em algumas modalidades, o rastreamento ocular baseado no reconhecimento de características pode permitir que o rastreamento ocular obtenha o posicionamento do tratamento original para retratamento ou continue o tratamento de um poro individual.

Câmera de Rastreamento Ocular

[0181]Em algumas modalidades, o sistema de rastreamento ocular pode incluir uma câmera de alta resolução / alta taxa de quadros e iluminação apropriada. Tal iluminação pode assegurar que a face / região do olho do paciente seja iluminada apropriadamente para o médico e o procedimento em geral, a iluminação não interfere no rastreamento de características (rastreamento ocular) por meio da introdução de reflexões artificiais no olho do paciente, e o rastreamento de características apropriado (íris, estrutura vascular, feixe-guia) é fornecido.

[0182]Em algumas modalidades, como ilustrado na Fig. 56, o sistema de câmera pode fornecer imagens a serem usadas para rastreamento ocular, reconhecimento de características faciais, alinhamento de tratamento, imagens visuais para os usuários para trabalharem em conjunto com a Al e funções GUI de realidade aumentada.

[0183]Em algumas modalidades, o sistema de câmera pode incluir um espelho móvel para modificar o campo de visão manualmente ou automaticamente. Como ilustrado na Fig. 57, o espelho pode ser motorizado em múltiplos eixos para alinhar a imagem do campo de visão para áreas alvo.

[0184]Em algumas modalidades, o sistema de câmera pode incluir uma câmera com componentes ópticos de objetiva para oferecer imagens de alta qualidade e alta ampliação de maneira similar a um microscópio cirúrgico. A Fig. 58 ilustra exemplos de imagens de microscópio a uma ampliação maior para inspecionar a área de tratamento.

[0185]Em algumas modalidades, como ilustrado nas Figs. 59, 60 e 61, o sistema de laser pode incluir uma câmera que pode reconstruir a imagem da área de tratamento e das características circundantes para determinar a localização apropriada da área de tratamento em relação ao limbo e na relação angular correta com o eixo visual. Em algumas modalidades, isso também pode ser modificado pelo médico manualmente através de uma GUI.

Iluminação

[0186]Devido ao fato de que diferentes características no olho, bem como o feixe-guia, podem ser detectadas de maneira mais precisa com uma fonte de luz de comprimento de onda de iluminação definido (por exemplo, RGB (vermelho / azul / verde) e IR (infravermelho)), o sistema inclui um sistema de iluminação dedicado, incluindo componentes mecânicos, fontes de luz, componentes eletrônicos, bem como conexão de software, avaliação e algoritmos. Uma vez que a câmera de rastreamento ocular oferece a capacidade de ler seus pixels individuais, é possível alcançar rastreamento de características superior, absolutamente necessário do ponto de vista da segurança.

[0187]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um sistema de iluminação que pode otimizar medições e imagens para várias câmeras do sistema, e melhorar o reconhecimento das características faciais e dos olhos para rastreamento e posicionamento. O sistema de iluminação pode ter múltiplos componentes iluminadores de comprimento de onda, a iluminação poderia ser modulada com base no sensor ativo ou sensor de câmeras. O sistema pode usar fontes de iluminação RGB e IR. As Figs. 75 e 74 a seguir ilustram uma vista do lado inferior ilustrativa de um sistema de cabeçote de laser incluindo câmera(s), fontes de iluminação, lentes de geração de imagem, meio de exibição e mira laser de alinhamento visível. O conjunto de lentes pode variar com a disposição óptica real utilizada. O meio de exibição pode oferecer pontos de olhar para fixação do olho.

[0188]A modulação de iluminação das fontes de RGB e IR pode ser sincronizada com câmera e sensores para detectar características.

[0189]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um sistema de iluminação e câmera para otimizar o desempenho do rastreamento ocular. Em algumas modalidades, a cada 33 ms, o sistema pode produzir luz branca (por exemplo, pelo diodo RGB) e capturar um quadro para a visualização na tela do cirurgião / assistente (para fornecer a alimentação de vídeo ao vivo do paciente). Entre esses períodos de 33ms, o sistema pode usar diferentes iluminações de cores individuais para detectar diferentes características. As durações de pulso de luz individuais podem estar na faixa de 10 ms. A íris pode ser detectada melhor com luz azul / IR. As características vasculares, bem como o feixe-guia, podem ser detectados melhor com luz vermelha / verde. O feixe-guia também pode ser modulado para brilho, ou seja, o sistema pode encontrar e distinguir o feixe-guia das características vasculares (uma vez que ambos são vermelhos). Isso irá fornecer ao sistema informações importantes quanto à condição atual do sistema de movimento completo em relação ao olho do paciente. Além disso, o sistema pode ler as células CCD individuais da câmera ET, em que o sistema pode ter acesso aos canais RGB de cada célula. Isto também melhora as imagens GUI e as funções baseadas em imagem de realidade aumentada.

Exclusão vascular

[0190]Em algumas modalidades, o sistema de rastreamento ocular pode obter a imagem da área de tratamento e pode tanto interpretar as imagens quanto permitir que um médico leia as imagens e determine localizações de microporo que devem ser evitadas, por exemplo, como na exclusão vascular. Em algumas modalidades, os microporos a serem evitados podem ser “marcados para nenhum tratamento a laser” com auxílio do médico ou através de análise de imagem automatizada. As Figs. 61 a 64 ilustram exemplos de imagens em que os poros podem ser marcados para deleção para Exclusão Anatômica, por exemplo, evitando vasos sanguíneos. A Fig. 65 ilustra um exemplo de imagem para confirmar a profundidade de poro, e a Fig. 66 ilustra exemplos adicionais.

[0191]Em algumas modalidades, o sistema de rastreamento ocular pode analisar imagens de câmera, reconhecer características vasculares e determinar quais poros irá excluir do plano de tratamento automaticamente.

[0192]Em algumas modalidades da GUI, as Figs. 67 e 68 ilustram áreas de tratamento em relação ao limbo e fornecem um esboço da GUI para auxiliar no alinhamento do tratamento. As Figs. 69 e 58 ilustram exemplos de imagens de câmera de qualidade de microscópio a uma ampliação maior para inspecionar a área de tratamento em relação ao limbo.

[0193]Em algumas modalidades, o sistema pode incluir uma câmera de alta resolução para possibilitar inspeção de maneira similar a um microscópio óptico. Como descrito acima na Fig. 57, o sistema pode incluir um espelho móvel para selecionar a área alvo com controles de ampliação (zoom) e posicionamento, manuais ou automáticos, baseado nas posições de características a partir da obtenção de imagens da câmera e da câmera TOF.

[0194]A Fig. 61 ilustra um processo, de acordo com algumas modalidades da presente revelação, para posicionamento do tratamento e exclusão anatômica, o processo pode ser executado manualmente, de forma semi-automática ou de forma totalmente automática através do uso de Al (inteligência artificial), detecção de características, imagens de câmera e varreduras OCT pelo uso de imagens de câmera estáticas ou em tempo real do olho.

Alinhamento Facial

[0195]Em algumas modalidades, como mostram as Figs. 75 e 74, o sistema de laser pode incluir uma câmera TOF (tempo de voo) para posicionar o cabeçote de laser sobre o paciente e determinar características faciais principais. Este sistema pode trabalhar em conjunto com um padrão de laser visível projetado (cruz) para ser representado como imagem na face do paciente como um recurso conhecido para análise de posição. A câmera TOF pode ser uma câmera de “tempo de voo”, que emite um feixe de laser modulado e mede o tempo até a reflexão. A partir desta informação, uma imagem 3D pode ser construída, como mostra a Fig. 70. A câmera TOF torna fácil encontrar o rosto antes de ter os olhos entrando no foco da câmera de rastreamento ocular e antes de o feixe OCT/DC poder encontrar o foco na esclera.

[0196]Em algumas modalidades, a câmera TOF pode fornecer dados de imagem que indicam que as sobrancelhas ou o nariz, parte da estrutura facial, estão obstruindo a visão clara do olho. Os ângulos de fixação e tratamento podem então ser modificados para o paciente individual em que as características não obstruem.

[0197]Em algumas modalidades, uma análise de imagem ou câmera TOF pode determinar a acessibilidade da área de tratamento e verificar se a pálpebra e o espéculo estão livres da trajetória do laser.

Alinhamento do tratamento - posicionamento

[0198]Em algumas modalidades, como mostra a Fig. 53, o sistema de laser pode incluir um único espelho de varredura que combina o feixe OCT/DC que é varrido sobre a superfície do olho de modo a mapear características anatômicas, tal como a borda do limbo, o canal de Schlemm, músculos ciliares, borda da retina para auxiliar no posicionamento do tratamento e na exclusão anatômica.

[0199]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral em que o tamanho da área de tratamento, formato e padrão de microporação podem ser modificados com base no plano de tratamento para os padrões de microporação. Por exemplo, as Figs. J e K do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustram exemplos da espiral dourada criada a partir dos padrões de tratamento individuais, e a Fig. L do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra o protocolo de tratamento ilustrativo para 4 quadrantes.

[0200]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido ocular, em que o centro da área de tratamento pode ser modificado com base no padrão de microporação que será utilizado na ablação. Em alguns casos, o centro do padrão pode ser o centro da pupila (ou limbo) para realizar a ablação de uma espiral dourada em múltiplos segmentos de tratamento.

[0201]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um meio para modificar o posicionamento de poro no arranjo de tratamento e nas zonas normais com base no formato do olho do paciente para cobrir da maneira ideal as características anatômicas e as diferenças posicionais de um paciente. Isto poderia ser feito com base no plano de pré-tratamento e no conhecimento prévio do formato do olho ou com base nos dados de varredura OCT ao longo de uma área de tratamento estendida.

Volume de Poro e Fração de Volume de Poro Resultados do tratamento - remoção de tecido

[0202]Em algumas modalidades, os dados OCT e o formato de poro podem ser usados para calcular a remoção de volume de tecido, por zona, após as deleções de exclusão, após os poros submetidos à ablação com base na análise de volume de dados OCT real ou com base em um poro típico para a configuração óptica em uso. A análise de volume incluirá tanto a fração de volume de poro quanto a densidade volumétrica ou densidade aparente. A análise adicional da porosidade e da porosidade em matriz tridimensional é uma característica única neste sistema. O plano de tratamento de retratamento pode ser desenvolvido para um segundo tratamento ou modificado durante o tratamento atual para alcançar remoção do volume alvo, porosidade desejada e porosidade máxima.

[0203]Em algumas modalidades, as exclusões do plano de tratamento podem ser usadas para criar um novo plano de tratamento que restaura a remoção de tecido para alcançar a mesma eficácia de tratamento.

[0204]O tecido residual do olho após a criação de poro pode ser usado dentro de um modelo FMEA para avaliar a melhora na acomodação, fluídica ocular, redução de IOP para informar e modificar o plano de retratamento para melhorar a eficácia. É possível empregar Al (inteligência artificial) para informar e direcionar tratamentos futuros.

[0205]Em algumas modalidades, como ilustrado na Fig. 98, a Fração de Volume de Poro pode ser alterada para produzir resultados desejáveis ou aprimorados. Foi coletada certa evidência que sugere que o aumento da densidade e porosidade, em alguns casos, duplicou a eficácia do tratamento, como mostram as Figs. 112 a 115. A porosidade ou fração de volume de poro é definida como a razão do volume de poros total para o volume aparente do tecido. A porosidade, a densidade volumétrica e a porosidade em matriz 3D pode ser usada para criar um novo plano de retratamento. O Volume de Poro é a quantidade de vazios criada pelo tratamento e entre os poros estão tecidos remanescentes que permanecem sólidos. Já a densidade volumétrica, ou densidade aparente, refere-se ao grau de proximidade ou densidade com o qual os poros são comprimidos juntos. Isso afeta tanto a porosidade quanto a densidade, o que afeta a porosidade de um tecido -propriedade que é a razão do volume dos poros de um tecido para seu volume total.
A porosidade de um tecido depende de vários fatores, incluindo (1) densidade de empacotamento, (2) a amplitude da distribuição do tamanho de poro (polidisperso vs. monodisperso), (3) o formato dos poros, e (4) a interconectividade dos poros dentro do arranjo matricial. A porosidade refere-se à fração de vazios ou ao espaço vazio total dentro do volume da parede do tecido e serve de medição útil do potencial para personalizar padrões de tratamento para várias espessuras e propriedades biomecânicas dos tecidos individuais, onde a idade é uma variável dependente para o desenvolvimento do algoritmo de tratamento. A porosidade, P (%), do tecido é calculada usando a equação seguinte, onde M é a massa por unidade de área (g/m2) do tecido, h é a espessura (um) e p é a densidade relativa da matriz de poros (g/cm3). O termo “fator de empacotamento” fornece um índice relativo da porosidade total de uma estrutura de tecido. Ele é calculado dividindo-se a densidade do tecido pela densidade relativa da matriz de poros e pode variar teoricamente de 0 (todos os poros e nenhum sólido) a 1 (nenhum poro e totalmente sólido). Valores mais próximos de zero indicam mais porosidade. A densidade de poro é calculada dividindo-se M, a massa por unidade de área do tecido, por h, sua espessura e expressando a resposta em unidades de g/cm3 P=100 [1-M/1000.h.p] A Razão de Vazios também é um indicador importante para otimizar o tratamento e o retratamento que a análise do sistema e a Al é capaz de rastrear em matrizes de tecido 3D pulso a pulso e poro a poro. A razão de vazios é a razão do volume de vazios (poros) no tecido para o volume de tecido sólido remanescente na área de matriz do tecido alvo.
e = Vv/Vs
Onde:
e = Razão de Vazios
Vv = Volume de vazios (m3 ou pés3)
Vs = Volume de sólidos (m3 ou pés3)

[0206]A razão de vazios é, dessa forma, uma razão que pode ser maior do que 1. Ela também pode ser expressa como uma fração. Tanto a razão de vazios quanto a porosidade diferem somente no denominador. A razão de vazios é a razão de vazios para sólidos, a porosidade é a razão de vazios para o volume total.

[0207]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode otimizar a eficácia do tratamento ou retratamento baseado em programas de Inteligência Artificial (Al) que coletam dados de tratamento para uma pluralidade de pacientes, analisar os resultados com base em, mas sem se limitar aos tamanhos de poro, formatos, profundidades, padrões, posições, zonas tratadas, e formatos de olho. O programa de Al pode ser auxiliado por um Modelo de Elementos Finitos (FEM) do olho tanto integrado quanto independente, o qual é descrito em mais detalhes nos Pedidos US 15/638,346 e 16/702,470, os quais são incorporados neste. Este resultado pode ser usado para modificar o plano de tratamento automaticamente ou através de recomendações ao médico.

SISTEMA DE CABEÇOTE DE LASER

[0208]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral fora do eixo em uma região do olho que é distinta do eixo visual ou direcionada para longe da pupila do olho onde está o ponto do olhar do olho. O ponto de fixação no meio de exibição do usuário (vide, por exemplo, a Fig. 75) oferece um ponto de fixação para direcionar e fixar o olhar do paciente em um eixo distinto que não é o eixo visual ou eixo pupilar para o tempo do tratamento de área única que pode estar em um quadrante oblíquo, a 180 graus de distância. Como ilustrado, por exemplo, nas Figs. 71 e 72, o sistema de laser pode incluir um sistema de cabeçote de laser que pode oferecer um ponto de fixação. O cabeçote de laser pode se mover verticalmente para cima e para baixo e girar sobre o paciente.

[0209]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido ocular, em que o feixe de laser pode ser posicionado fora do eixo (por exemplo, não sobre o eixo visual do olho). O tratamento de laser é geralmente perpendicular ou substancialmente perpendicular à superfície do olho no centro da área de tratamento. O olho pode ser posicionado em um alvo de fixação que não pode ser coincidente com o eixo de tratamento, e o olho também pode estar em uma posição extrema para expor a área de tratamento do tecido ocular que pode ser fora do eixo em relação ao eixo visual. Em algumas modalidades, o ângulo do feixe de laser em relação ao eixo visual pode ser de 51° ou, substancialmente, de cerca de 51°.

[0210]As Figs. 73 a 85 ilustram um exemplo de sistema de cabeçote de laser do sistema de laser da presente revelação. Como ilustrado na Fig. 73, em algumas modalidades, o cabeçote de laser pode incluir uma estrutura de invólucro, motores de apontamento de laser e codificadores, um subsistema de laser, um trocador de calor de resfriamento a laser, câmera(s) para uso pelo menos no rastreamento ocular, e fontes de iluminação. As Figs. 74 e 75 adicionalmente ilustram uma vista inferior do cabeçote de laser, mostrando uma mira de laser de alinhamento visual, um meio de exibição para uso pelo menos na fixação do olho, e a câmera TOF.

[0211]Em algumas modalidades, como ilustra a Fig. 76, o cabeçote de laser pode incluir uma mangueira de pluma que é descrita em mais detalhes aqui.

[0212]O cabeçote de laser e o subsistema de laser oferecem a capacidade de movimentos flexíveis. Por exemplo, as Figs. 77 a 79 mostram exemplos de movimentos do sistema de cabeçote de laser em um sistema sem galvo. As Figs. 78 (a intermediária 7800 sendo a vista superior) e 79 mostram os movimentos de arfagem, rotação e guinada do cabeçote de laser. A rotação é ao redor do eixo vertical. A arfagem se dá em torno do eixo horizontal. A guinada se dá ao redor do eixo horizontal 90 graus fora do eixo de arfagem.

[0213]As Figs. 82 e 83 mostram exemplos de posições focais e angulares do laser em relação à parte superior do olho para tratamentos fora do eixo, em que o eixo de tratamento é o eixo de fixação do olho visual. A rotação e transação (eixo x) de todo o cabeçote de laser proporciona movimento no eixo x e y em conjunto com o movimento de guinada. O uso da guinada para controlar o movimento de x e y introduz uma mudança na posição focal e requer então uma correção do eixo z por meio da elevação de todo o cabeçote, ou, em alguns casos, pode ser feita por uma lente de focalização de autofoco, por exemplo, como ilustrado nas Figs. 13 e 14.

[0230]As Figs. 73, 81 e 80 mostram posições do cabeçote de laser ilustrativas para cada quadrante de um olho ao redor das características faciais.

[0231]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode usar o sistema de rastreamento ocular para avaliar a capacidade que o paciente possui de manter o olho fixo o suficiente antes do tratamento. O médico pode modificar a posição de fixação (ângulo) ou usar um sistema de ancoragem de olho para ajudar o paciente a manter o olho fixo. As Figs. 88 e 89 ilustram um exemplo de sistema de ancoragem de olho ilustrativo da presente revelação.

[0232]O sistema de fixação de olho pode armazenar dados chave de imagem de olho para permitir o reposicionamento na área de tratamento em um momento posterior para completar o tratamento ou reforçar um tratamento anterior (retratamento);

[0233]O ponto de fixação ou olhar pode ser personalizado em relação ao feixe de laser de tratamento para cada quadrante e para diferentes pacientes com diferentes estruturas faciais.

[0234]Como ilustrado na Fig. 75, o sistema de laser pode incluir um monitor do paciente que também pode ser usado para comunicar outras informações ao paciente, inclusive instruções e informações.

[0235]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral, em que o feixe de laser de tratamento e o ponto de fixação e eixo de fixação correspondentes são relacionados e controlados para ambos os olhos e quadrantes para evitar estruturas faciais (por exemplo, nariz). As Figs. 73 e 77 ilustram exemplos de posições de cabeçote de laser ilustrativas para cada quadrante ao redor das características faciais. Em algumas modalidades, o ângulo entre o laser de tratamento e o eixo visual (eixo de fixação) pode ser substancialmente fixo e 180 graus oposto ao redor ao redor do eixo vertical. Alguns pacientes podem ter características faciais extremas em alguns quadrantes que podem necessitar de redução neste ângulo. O sistema pode permitir o eixo de tratamento ligeiramente desviado perpendicular à superfície da esclera.

[0236]Exemplo de Tratamento e Ângulo de Fixação: (1) O ângulo de tratamento de laser pode, mas nem sempre é de 28°. O sistema almeja “acertar o olho” com o laser a um ângulo o mais próximo possível de 90°, ao mesmo tempo considerando os limites da geometria facial (por exemplo, nariz, sobrancelha). (2) O ponto de fixação é exibido na tela e se move de forma correspondente em relação à posição do quadrante que está atualmente sob tratamento para trazer o “olhar / visão” do paciente para a posição apropriada de modo a atingir o olho no ângulo mais próximo possível de 90°. (3) O ângulo entre o ponto de tratamento e de fixação nem sempre é o mesmo. Os pontos de fixação de quadrante (Q) específicos no monitor para cada posição de tratamento de quadrante. O ângulo depende da distância para o paciente, que, por sua vez, depende do quadrante atual sob tratamento. A Fig. 81 ilustra uma tabela ilustrativa mostrando detalhes da posição do olho por quadrante e ângulo de tratamento (por exemplo, como mostra a Fig. 73).

[0237]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um cabeçote de laser que pode ser posicionado em outras orientações para se adequar a múltiplas posições do paciente e configurações de sala. A Fig. 90 mostra um exemplo de sistema de laser com um sistema de cabeçote de laser no qual o paciente pode estar em uma posição sentada.

[0238]A otimização da velocidade de movimento, direção e comprimento focal entre os microporos individuais dentro de uma área de tratamento pode ser alcançada através de um único elemento ou múltiplos elementos dentro do sistema de controle de movimento. A ordem da criação dos poros dentro da área de tratamento pode ser controlada para otimizar a eficácia do tratamento, sendo uma ordem ilustrativa descrita na Fig. 91.

[0239]Como ilustrado nas Figs. 38 a 41 e 42, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir várias combinações de componentes do sistema OCT sendo compartilhados e combinados para reduzir a complexidade, melhorar a confiabilidade e reduzir custos.

SISTEMA DE LASER

[0240]O olho é feito de tecido conjuntivo. O dano causado pelo envelhecimento nos seres vivos é uma espiral de envelhecimento acelerando para baixo. As reticulações são uma consequência de algumas classes de resíduos metabólicos, tais como produtos finais de glicação avançada (AGEs). No tecido conjuntivo, como o olho, o AGE é causado pela reticulação das fibrilas de colágeno. As reticulações aumentam a rigidez biomecânica do tecido conjuntivo. A reticulação na esclera causa rigidez ocular e está correlacionada com a perda de acomodação visual, bem como com o desenvolvimento de outras doenças do olho relacionadas à idade (por exemplo, hipertensão ocular, AMD, e algumas formas de cataratas). A quebra da reticulação ou “desreticulação” das fibrilas de colágeno pode reverter o envelhecimento e os efeitos deletérios da idade. Algumas modalidades do sistema podem incluir Microporação Escleral a Laser (LSM), que está voltada para a desreticulação das microfibrilas esclerais pela criação de uma matriz de microporos em zonas críticas de importância fisiológica para diminuir a rigidez biomecânica causada pela idade. O efeito principal é o de permitir que o complexo do músculo ciliar mova a lente de forma mais livre e eficiente para restaurar a faixa de foco efetiva (EROF) do olho para enxergar em várias distâncias, especialmente na distância próxima e intermediária, que são perdidas com a idade. A LSM também pode melhorar pequenas quantidades de foco de visão a distância para hipermétropes que perdem parte de sua visão a distância devido à perda da capacidade acomodativa. As Figs. 117, 118 e 119 mostram exemplos de imagens de desreticulação.

[0241]Em algumas modalidades, o processo de terapia a laser da presente revelação pode almejar áreas de tratamento específicas que estão em zonas fisiológicas distintas cobrindo anatomia essencial dentro do olho em relação à função do olho. Embora exemplos de 3 ou 5 zonas fisiológicas sejam descritos aqui, outro número de zonas fisiológicas também pode ser considerado para tratamentos.

[0242]Em algumas modalidades, um padrão de tratamento pode ser descrito como 5 zonas críticas em 5 distâncias distintas da borda externa do limbo anatômico (AL), não tocando quaisquer componentes ou tecidos relativos da córnea, como ilustrado nas Figs. 2B-1 a 2B-3 do Pedido US N⍛ 15/942,513, e nas Figs. 95 e 97.

[0243]Em algumas modalidades, o processo de terapia a laser da presente revelação pode fornecer diferentes ângulos de tratamento a laser para diferentes quadrantes. Por exemplo, o laser pode estar em foco com respeito ao limbo AT. As Figs. 80, 73 e 81 mostram exemplos de 4 posições de quadrante em cada olho para tratamento. As Figs. 91, 92, 93 e 94 mostram uma pluralidade de formatos e posições da área de tratamento fora do eixo ao redor do eixo visual. O sistema pode modificar o tamanho da área de tratamento ou o padrão de poro dentro de uma área de tratamento sobre zonas específicas com base no diâmetro do globo ocular do paciente. O diâmetro do globo pode ser medido por meios tradicionais antes do tratamento ou pode ser a altura inferida da área de tratamento através da análise dos dados de varredura OCT que se estende desde acima do limbo AT até o extremo da área de tratamento planejada para assegurar que o tratamento não se estenda para além de áreas seguras, excluindo-se a retina. Veja exemplos de áreas de tratamento nas Figs. 52 e 54.

Área e padrões de tratamento

[0244]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral, em que o feixe de laser pode ser posicionado para permitir tratamento circunferencial total ou de 360 graus ao redor do olho. As Figs. 94 e 93 ilustram exemplos de espiral dourada circunferencial total ou de 360 graus criada a partir de padrões de tratamento individuais. O sistema pode ser capaz de modificar pontos de olhar e múltiplas áreas de tratamento para realizar a ablação de um padrão ou espiral circunferencial predeterminado.

[0245]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar as zonas de segmentos anteriores (Zonas AS) da esclera para criação de microporos no padrão desejado para efeitos desejados. As Figs. 96, 67, 68, 97, 98, 99 e 100 ilustram exemplos de zonas de tratamento anteriores que podem ser realizados com o sistema da presente revelação.

[0246]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar as zonas de segmentos posteriores (Zonas PS) da esclera para criação de microporos no padrão desejado para efeitos desejados. As Figs. 3, 101, 102, 103, 104 e 105 mostram exemplos de zonas de tratamento posteriores, por exemplo, 5 zonas que podem ser executadas com o sistema da presente revelação. A Fig. 101 mostra exemplos de descrição de zonas críticas de segmentos posteriores. As Figs. 102 e 103 mostram exemplos de zonas críticas de segmentos posteriores em um olho. Como mostra a Fig. 103, o exemplo de olho posterior inclui T, temporal, e N, nasal. O nervo óptico (a) com seus vasos centrais e bainhas meníngeas circundantes é visto. Seu centro está localizado a aproximadamente 3 mm nasal e 1 mm inferior ao pólo posterior do olho. No seu entorno estão as artérias ciliares posteriores curtas e nervos. A posição aproximada da mácula está em x. Ao longo do meridiano horizontal, que secciona o olho ao meio, estão as artérias ciliares posteriores longas e os nervos (b). As saídas das quatro veias vorticosas são ilustradas, uma para cada quadrante (c). As inserções curvas, oblíquas, dos músculos oblíquo superior (d) e oblíquo inferior (e) são vistas. As extremidades cortadas dos quatro músculos retos estão em f.

[0247]O tratamento dentro da área de tratamento definida pode modificar os microporos em zonas específicas. Um formato de losango é um padrão simples ilustrativo, outros podem favorecer mais constantemente a otimização dos poros por zona.

[0248]Como ilustrado nas Figs. 91 e 104, o tratamento dentro da área de tratamento definida pode modificar os microporos em zonas específicas. Os padrões de microporos e a ordem de criação de microporo podem ser modificados com a área de tratamento e com zonas específicas para otimizar a eficácia do tratamento. Por exemplo, a Fig. 92 mostra uma ordem de criação de microporos de 1 a 48. Nas Figs. 93 e 94, outros exemplos de múltiplos formatos e padrões da área de tratamento são ilustrados em múltiplas localizações em torno do eixo visual.

[0249]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar a rigidez ocular na esclera. O sistema pode desreticular as reticulações aumentadas relacionadas à idade, das fibrilas e microfibrilas, que ocorrem nos tecidos conjuntivos (as Figs. 5 e 4 mostram exemplos de tecido tratado em microporação) - inclusive o tecido conjuntivo na esclera. O sistema pode diminuir a rigidez biomecânica pela quebra de ligações (desreticulação). As Figs. 118 e 119 ilustram um exemplo de ablação a feixe de laser de tratamento dos poros individuais, e a desreticulação é a quebra de ligações nas microfibrilas e fibrilas. Ela enfraquece o tecido ou permite que o tecido seja mais complacente - rigidez biomecânica reduzida.

[0250]Em algumas modalidades, o padrão de arranjo dos microporos pode ser um padrão espiral de uma espiral de Arquimedes, uma espiral de Euler, uma espiral de Fermat, uma espiral hiperbólica, uma espiral de lítuo, uma espiral logarítmica, uma espiral de Fibonacci, uma espiral dourada, uma rede de Bravais, uma rede não-Bravais, ou combinações das mesmas.

[0251]Em algumas modalidades, o padrão de arranjo dos microporos pode ter uma assimetria controlada que está em uma assimetria rotacional pelo menos parcial em torno do centro do padrão de arranjo. A assimetria rotacional pelo menos parcial pode se estender a pelo menos 51 por cento dos microporos do padrão de arranjo. A assimetria rotacional pelo menos parcial pode se estender a pelo menos 20 por cento dos microporos do padrão de arranjo. Em algumas modalidades, o padrão de arranjo dos microporos tem uma assimetria aleatória.

[0252]Em algumas modalidades, o padrão de arranjo dos microporos tem uma assimetria controlada que é uma simetria rotacional pelo menos parcial em torno do centro do padrão de arranjo. A simetria rotacional pelo menos parcial pode se estender a pelo menos 51 por cento dos microporos do padrão de arranjo. A simetria rotacional pelo menos parcial pode se estender a pelo menos 20 por cento dos microporos do padrão de arranjo. Em algumas modalidades, o padrão de arranjo dos microporos pode ter uma simetria aleatória.

[0253]Em algumas modalidades, o padrão de arranjo tem um número de espirais no sentido horário e um número de espirais no sentido anti-horário. O número de espirais no sentido horário e o número de espirais no sentido anti-horário podem ser números de Fibonacci ou múltiplos de números de Fibonacci, ou podem estar em uma razão que converge na razão áurea.

Sistema de Laser e configurações ópticas

[0254]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para fornecer o laser de tratamento dentro de um cabeçote de laser que pode direcionar o feixe de maneira goniométrica com até 5 graus de movimento.

[0255]Em todos os casos, a posição focal e angular exata do laser de tratamento pode ser alcançada pela combinação do movimento de múltiplos elementos. Em algumas modalidades, esses elementos podem ser incluídos em um sistema de cabeçote de laser, discutido acima e como ilustrado pelo menos nas Figs. 78, 73, 80 e 77.

[0256]Como ilustrado na Fig. 10, em algumas modalidades, o sistema de laser pode usar espelhos galvo, um laser visível separado e fibras de OCT/Controle de Profundidade (OCT/DC) que são combinadas no eixo do laser de tratamento e passam através dos mesmos componentes ópticos de focalização mostrando o controle de processo do OCT/DC e operações de laser e fornecendo iluminação e câmera com visibilidade direta pelo médico.

[0257]Como ilustrado na Fig. 11, em algumas modalidades, o sistema de laser pode usar espelhos galvo, o laser visível e OCT/DC que são combinados no através de uma única fibra, que são combinados no eixo do laser de tratamento e passam através dos mesmos componentes ópticos de focalização mostrando o controle de processo do OCT/DC e operações de laser e fornecendo iluminação e câmera com visibilidade direta pelo médico.

[0258]Como ilustrado na Fig. 12, em algumas modalidades, o sistema de laser na Fig. 11 também pode incluir um sistema de varredura OCT.

[0259]Como ilustrado na Fig. 13, em algumas modalidades, o sistema de laser similar à Fig. 12 pode operar sem os galvos, 5 eixos no cabeçote de laser e movimento Z separado.

[0260]Como ilustrado na Fig. 14, em algumas modalidades, o laser similar à Fig. 13 pode ter uma configuração que não contém nenhum galvo, 6 eixos com um conjunto de lente de foco automático (AF).

[0261]Como ilustrado na Fig. 120, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um esquema de apontamento de Laser de Domo de Tratamento, em que o conceito de Domo é a ideia fundamental de que um cabeçote de laser se move em uma superfície de domo e sempre aponta para o centro da área de tratamento. O domo é movido na posição x, y e z para posicionar o centro do domo para o olho do paciente - com ou sem galvos incorporados. Na visão mais simples, o controle de movimento pode mover o laser de tratamento ao redor do olho do paciente na superfície de um domo. O domo pode ser posicionado no eixo x, y e z para se alinhar com a posição de microporo inicial do protocolo de tratamento e então saltar em torno do domo para a próxima posição de microporo. O eixo x, y e z pode não ser alterado durante o tratamento de um quadrante, mas pode precisar ser modificado para outro quadrante.

[0262]Como mostram as Figs. 121 a 125 e 128 a 132, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar o tecido escleral possuindo uma pluralidade de componentes ópticos para modificar o tamanho do feixe (e, portanto, do poro), ponto focal com capacidade de ajuste feita manualmente ou automaticamente sob controle do sistema. Por exemplo, nas Figs. 121 a 125, os componentes podem incluir lente CaF2, combinador de Safira, lente semi-esférica de Safira, colimando, focalizando e desfocalizando o feixe óptico. O Combinador de Safira oferece um meio de introduzir os feixes de laser visível e OCT para serem colineares com o feixe de tratamento. A lente cilíndrica CaF2 é usada para circularizar o feixe. Nas Figs. 128 a 132, um par de lentes é usado para modificar o diâmetro de feixe no objeto plano no olho, substituindo um elemento de lente fixa nas figuras anteriores.

[0263]Como ilustrado nas Figs. 84 e 85, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral possuindo uma pluralidade de componentes ópticos incluídos em um conjunto de baixo peso incluindo outros componentes ópticos, Divisor de Feixe Difrativo (DBS), motores, codificadores, laser, acionador de laser, conexão para fibras OCT e resfriamento.

[0264]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um espelho de varredura que pode servir de eixo de movimento duplicado para realizar correções muito rápidas no apontamento de feixe no olho. A Fig. 126 ilustra algumas especificações e capacidades de um espelho de varredura.

[0265]Como ilustrado nas Figs. 126 e 127, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral possuindo um único espelho de varredura que combina funções de controle de profundidade OCT e varredura OCT, em que o espelho de varredura pode ser modulado para traçar um padrão de pulsos do laser de tratamento sobre a superfície do olho durante a ablação de um único poro de forma a criar um formato total diferente e tamanho do poro e/ou um formato inferior diferente do poro. Em alguns casos, um DBS pode criar uma parte de um tamanho e formato de microporo. O apontamento de feixe pode ser movido para traçar um formato de microporo maior usando múltiplas posições e pulsos do sistema.

[0266]Em algumas modalidades, como ilustrado na Fig. 182, o sistema de laser pode incluir um espelho de varredura combinando varredura OCT e controle de profundidade OCT em um único feixe OCT, colinear com o laser de tratamento, em que o espelho de varredura pode permitir varredura e funções de posição fixa relacionadas à varredura OCT e ao controle de profundidade OCT. Em algumas modalidades, o sistema de laser pode usar ambas as funções simultaneamente, ou alternadamente para combinar a varredura OCT com o tratamento de um quadrante.

[0267]Como ilustrado nas Figs. 127, 86, 85 e 57, em algumas modalidades, o sistema de laser pode ser configurado para tratar tecido escleral possuindo um único espelho de varredura que combina funções de Varredura OCT e controle de profundidade OCT e conformação e dimensionamento de feixe e divisor de feixe difrativo (DBS) no cabeçote de laser, como mostra a Fig. 85. Em algumas modalidades, uma pluralidade de DBSs pequenos pode alterar o tamanho e forma do feixe. Os elementos DBS de diferentes esquemas ópticos podem ser trocados manualmente ou automaticamente para modificar o perfil do feixe de tratamento colinear com o feixe de laser de tratamento. Em algumas modalidades, o DBS pode ser usado para dividir um único feixe de laser em vários feixes, cada um com as características do feixe original, pode ser usado em um feixe divergente, pode ser usado para alterar o tamanho de ponto, e pode ser miniaturizado se usado antes do combinador de feixe. Os esquemas DBS podem resultar em distribuições de ponto arbitrárias. O tamanho de ponto único pode não ter correlação com a distância de ponto a ponto.

Sistema de Apoio para Cabeça e Cadeira

[0268]Em algumas modalidades, como ilustrado nas Figs. 133 e 72, o sistema de laser pode incluir uma mesa ou cadeira do paciente, que pode ser afixada ou posicionada na estrutura mecânica do sistema de laser e que será travada ou permanecer fixa na posição junto ao cabeçote de laser.

[0269]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir uma cadeira do paciente que permite que o paciente fique reclinado e seja movido sob o sistema de laser sem nenhuma automação de toque ou manualmente. Uma modalidade preferida posicionaria o cabeçote diretamente centralizado dentro do alcance operacional do cabeçote de laser em x e y e então fornece o movimento z para mover os pacientes com o rosto para cima centralizado no alcance operacional do cabeçote de laser. A partir desta posição, a câmera TOF, a mira laser e o sistema de controle de movimento do cabeçote de laser podem alinhar o paciente para tratamento.

[0270]Como mostram as Figs. 9, 71, 134 e 135, em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um apoio para cabeça do paciente usado para manter a cabeça e o olho do paciente parados e fornecer uma posição aproximada do olho para o cabeçote de laser na preparação e durante o tratamento. O apoio para cabeça pode segurar a cabeça do paciente conforme necessário para ajudar a manter o olho parado. O apoio para cabeça pode ser afixado ao sistema, como visto na Fig. 71, ou à cadeira ou mesa de tratamento. O apoio para cabeça pode ser movido para cima e para baixo para alinhar em linhas gerais o olho do paciente no eixo Z. O apoio para cabeça também pode servir de localização de montagem para um mecanismo de ancoragem de olho opcional automatizado.

[0271]Em algumas modalidades, o apoio para cabeça pode incluir um capacete montado no apoio para cabeça em uma cadeira ou mesa. Como alternativa, o apoio para cabeça pode ser montado no sistema de laser e fornecer realimentação de localização positiva ao sistema.

[0272]Em algumas modalidades, o apoio para cabeça pode incorporar uma pluma de tecido (como ilustrado na Fig. 76) ou sistema de gerenciamento de filtro Buffalo posicionado adjacente ao olho e localizado apropriadamente para cada área de tratamento. Em algumas modalidades, o apoio para cabeça pode incluir uma sucção de pluma de ablação em posição próximo ao quadrante sendo tratada tal qual posicionado pelo médico.

[0273]Em algumas modalidades, o sistema de filtro de gerenciamento de pluma pode ser incorporado com o sistema e a mangueira / bocal (ou bocais) de evacuação pode(m) ser posicionado(s) separado(s) do apoio para cabeça de forma manual ou automática em um mecanismo deslizante ou outro equipamento pelo sistema.

[0274]Em algumas modalidades, o apoio para cabeça pode incluir um sistema de ancoragem de olho automatizado para auxiliar no posicionamento do olho do paciente para cada quadrante e mantendo-o parado. Isto pode ser feito com ou sem assistência pelo médico.

[0275]As Figs. 88 e 89 mostram um exemplo de componente de acessório de cápsula ocular do sistema de laser que pode ajudar a expandir as pálpebras para abri-las e expor as áreas de tratamento, estabilizar o movimento do olho, proteger a pupila das emissões espúrias do laser de tratamento e auxiliar os pacientes a visualizar alvos de fixação fora do eixo muito distantes.

PROCEDIMENTO DO SISTEMA E MECANISMO DE AÇÃO

[0276]As Figs. 19 e 20, e 27, mostram, em algumas modalidades, exemplos de processos para gerar um ou mais microporos.

[0277]Em algumas modalidades, o procedimento de terapia a laser pode usar um laser de granada de érbio:ítrio-alumínio-granada (Er:YAG) para criar microporos no tecido ocular, por exemplo, na esclera. Esses microporos podem ser criados em uma pluralidade de profundidades com faixa de profundidade preferida, por exemplo, de 5% a 95% da esclera, até o ponto em que o tom azul da coroide fique apenas visível. Os microporos podem ser criados em uma pluralidade de arranjos, inclusive um arranjo matricial, por exemplo, um arranjo matricial de 5 mm x 5 mm, 7 mm x 7 mm, ou de 14 mm x 14 mm. Essas matrizes de microporação quebram ligações nas fibrilas esclerais e microfibrilas, possuindo um efeito “desreticulante” no tecido escleral. Uma consequência direta deste padrão em matriz pode ser a criação de áreas tanto de rigidez positiva (tecido intersticial restante) quanto de rigidez negativa (tecido removido ou microporos) na esclera rígida. Essas áreas de espessura diferencial, permitem que o módulo viscoelástico da esclera tratada seja mais complacente nas zonas críticas quando sujeita a força ou tensão, tal como a contração dos músculos ciliares. Adicionalmente, as regiões tratadas da esclera podem produzir um efeito de amortecimento no tecido escleral rígido quando os músculos ciliares se contraem, devido ao aumento da plasticidade. Isto melhora o esforço acomodativo por direcionar as forças sem resistência para dentro e centripetamente em direção à lente ou facilitar o movimento do mecanismo acomodativo para cima. Isto é uma vantagem sobre os modelos que postulam uma força direcionada para fora no equador da lente. Por exemplo, todas as técnicas que estão direcionadas na expansão escleral, tais como implantes esclerais ou ablações radiais a laser cirúrgicas, tal como LAPR, estão voltadas para aumentar o “espaço” ou espaço circunlental para permitir que a esclera se expanda com a finalidade de conferir espaço ao músculo ciliar. Essas técnicas se baseiam na teoria de “agrupamento de lentes” e visa a induzir o movimento para fora em vez do movimento da esclera e do mecanismo ciliar para cima e para dentro. Em geral, a criação das matrizes de microporos no tecido escleral pode induzir um “efeito desreticulante”, condicionando as fibrilas e microfibrilas das camadas da esclera e permitindo uma resposta mais complacente à tensão aplicada. Assim, o mecanismo de ação da presente revelação pode aumentar a plasticidade e conformidade do tecido escleral em zonas críticas de significância anatômica ao criar essas regiões de rigidez diferencial no complexo ciliar, e, dessa forma, aprimorar a função biomecânica e eficiência do aparato de acomodação. As FIGs. 2C-1 a 2C-4 do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustram a desreticulação escleral a laser das fibrilas esclerais e microfibrilas e são incorporadas aqui.

[0278]Em algumas modalidades, os componentes ópticos do sistema podem ser capazes de focalizar o laser de tratamento, um feixe divergente, em um feixe convergente individual que está direcionado a uma localização de poro específica a uma distância de trabalho de até 250 mm. Uma distância de trabalho longa > 100 mm permite a linha visual de visão para o olho antes, durante e após o tratamento para o usuário e melhora a experiência do paciente de um tratamento sem toque. O desafio de longas distâncias de trabalho para o Er:YAG de comprimento de onda de 2,94 μm impossibilitou que este comprimento de onda de laser abrisse caminho para sistemas de laser automatizados sem operação manual para aplicações comerciais. Atualmente, praticamente todos os sistemas comerciais Er:YAG de 2.94 μm necessitam de operação com as mãos ou são distribuídos por um braço articulado com uma distância de trabalho de irradiação ideal de menos de 500 μm e uma distância de trabalho de irradiação média de 3 a 4 mm. Em algumas modalidades, a distância de trabalho de irradiação é idealmente maior do que 100 mm e a distância de trabalho de irradiação média de 100 a 200 mm possibilitando tratamentos de laser sem toque com as mãos livres.

[0279]Em algumas modalidades, o sistema pode ser capaz de criar uma pluralidade de formatos e tamanhos de feixe no plano focal alvo (1) movendo os componentes ópticos ao longo do eixo óptico, (2) alterando o desviador de feixe difrativo incluído no percurso óptico, ou uma combinação de ambos.

[0280]Os tecidos conjuntivos oculares são impactados, assim como todos os outros tecidos conjuntivos, por idade. A esclera constitui 5/6 do olho é constituída de tecido conjuntivo irregular denso. Ela é composta principalmente de colágeno (50 a 75%), elastina (2 a 5%), e proteoglicanos. Os tecidos conjuntivos do olho se enrijecem com o avanço da idade, perdendo sua elasticidade em grande parte devido à reticulação que ocorre com a idade. A reticulação cria um “aumento na rigidez biomecânica” nos tecidos conjuntos, tais como os que estão no olho. As reticulações são ligações entre cadeias poliméricas, tais como as nos biomateriais sintéticos ou as proteínas nos tecidos conjuntivos. A reticulação pode ser causada por radicais livres, exposição à luz ultravioleta, e pelo envelhecimento. Nos tecidos conjuntivos, o colágeno e a elastina podem se reticular, formando continuamente fibrilas e microfibrilas com o tempo. Com o aumento das quantidades de fibrilas e microfibrilas, a esclera se enrijece, passando por uma “escleroesclerose”, bem como um aumento concomitante na tensão fisiológica metabólica. À medida que esta fisiopatologia avança, a esclera exerce compressão e tensões de carga sobre as estruturas subjacentes, criando disfunção biomecânica, especificamente relacionada à acomodação. A microporação escleral a laser quebra as fibrilas esclerais e microfibrilas, efetivamente “desreticulando” as ligações, dessa forma aumentando a complacência escleral e “diminuindo a rigidez biomecânica”.

[0281]Os aprimoramentos biomecânicos com o tratamento podem comprovar o aumento da eficiência biomecânica do aparato acomodativo. Em algumas modalidades, por meio da criação de microporos em uma matriz em quatro quadrantes oblíquos, o tratamento pode restaurar forças extralenticulares funcionais, e restaurar um mínimo de 1 a 3 dioptrias de acomodação. Os tratamentos usando o sistema e método da presente revelação podem apresentar uma média de 1,5 dioptria de acomodação pós-operativamente. Isso melhorou significativamente a acuidade visual nos pacientes.

[0282]O uso de tecnologias inovadoras de biometria e imagem que não estavam disponíveis previamente iluminou que a perda de capacidade acomodativa nos presbíopes possui muitos fatores lenticulares, bem como extralenticulares e fisiológicos, que contribuem para tal. Todos dentre a lente, a cápsula da lente, a coroide, o humor vítreo, a esclera, os músculos ciliares e as zônulas desempenham um papel crucial na acomodação, e são afetados pelo avanço da idade. O aumento da rigidez ocular com a idade produz tensão e deformação nessas estruturas oculares, podendo afetar a capacidade acomodativa.

[0283]As terapias esclerais podem ter um papel importante no tratamento das deficiências biomecânicas em presbíopes, por oferecer pelo menos um meio para abordar a verdadeira etiologia da manifestação clínica da perda de acomodação observada com a idade. O tratamento, utilizando microporação a laser da esclera para restaurar propriedades biomecânicas mais maleáveis, é um procedimento seguro, e pode restaurar a capacidade acomodativa em adultos em envelhecimento. Como resultado, o tratamento pode melhorar a faixa acomodativa dinâmica, bem como o escoamento do humor aquoso. Com o advento da biometria, imagiologia e foco de pesquisa aprimorados, é possível obter informações a respeito de como o complexo de acomodação funciona e como ele impacta todo o órgão do olho.

[0284]Em algumas modalidades, o procedimento de microporação escleral a laser pode envolver usar o laser descrito acima para realizar micro-ablações de espessura parcial na esclera em uma matriz em cinco zonas anatômicas cruciais, por exemplo, de 0 a 7,2 mm a partir do limbo anatômico (AL). Em algumas modalidades, as cinco zonas podem incluir: Zona 0) 0,0 a 1,3mm a partir do AL; distância do AL até o limite superior do músculo ciliar/esporão escleral; Zona 1) 1,3 a 2,8mm a partir do AL; distância do esporão escleral até o limite inferior do músculo circular; Zona 2) 2,8 a 4,6 mm a partir do AL; distância a partir do limite inferior do músculo circular até o limite inferior do músculo radial; Zona 3) 4,6 a 6,5mm a partir do AL; limite inferior do músculo radial até o limite superior da zona da zônula vítrea posterior; e Zona 4) 6,5 a 7,2mm a partir do AL; limite superior da zona da zônula vítrea posterior até o limite superior da ora serrata.

[0285]Como descrito aqui, a acomodação de um olho humano pode ocorrer através de uma mudança ou deformação da lente ocular quando o olho realiza a transição do foco distante para o foco perto. Esta alteração da lente pode ser causada pela contração dos músculosciliares intraoculares (corpo ciliar), que libera tensão na lente através das fibras do ligamento suspensor da zônula e permite que a espessura e a curvatura de superfície da lente aumentem. O músculo ciliar pode ter uma forma de anel e pode ser composto de três grupos de fibras ciliares orientados unicamente que se contraem em direção ao centro e à parte anterior do olho. Esses três grupos de fibras ciliares são conhecidos como longitudinal, radial e circular. A deformação do músculo ciliar devido à contração das diferentes fibras musculares se traduz em ou de alguma outra forma causa uma alteração na tensão para a superfície da lente ocular através das fibras zonulares, cujos padrões de ligação complexos à lente e ao músculo ciliar ditam as alterações resultantes na lente durante a acomodação. A contração do músculo ciliar também aplica deformação biomecânica nas localizações de conexão entre o músculo ciliar e a esclera ocular, conhecida como a capa externa branca do olho. Adicionalmente, a compressão biomecânica, deformação ou tensão pode causada durante a acomodação pode ocorrer em localizações de conexão entre o músculo ciliar e a coroide, conhecida como a camada de tecido conjuntivo interna entre a esclera e a retina ocular. A contração do músculo ciliar também pode causar forças biomecânicas na malha trabecular, lâmina cribiforme, retina, nervo óptico e praticada em qualquer estrutura no olho.

[0286]Em algumas modalidades, aplicar as técnicas e modelos descritos com respeito às várias modalidades aqui apresentadas usando simulações pode levar a saídas e resultados que se enquadram nas faixas de acomodação conhecidas de um humano adulto jovem.

[0287]Modelos matemáticos 3D podem incorporar matemáticas e propriedades Neohookeanas não-lineares para recriar o comportamento das estruturas de importância biomecânica, fisiológica, óptica e clínica. Adicionalmente, modelos FEM (Modelo de Elemento Finito) em 3D podem incorporar dados da imagiologia, literatura e software relacionados ao olho humano.

[0288]A visualização das estruturas de acomodação durante e após as simulações pode ser incluída além de meios para medição, avaliação e previsão do Poder Óptico Central (COP). Estes podem ser usados para simular e visualizar estruturas inteiras do olho específicas da idade, componentes ópticos, funções e biomecânica. Além disso, eles podem ser simular de maneira independente as propriedades do músculo ciliar, os movimentos lenticulares e extralenticulares da lente ocular e as funções na lente ocular. Simulações individuais das estruturas anatômicas e fibras podem revelar relações biomecânicas que normalmente seriam desconhecidas e indefinidas. A simulação numérica do olho do paciente pode ser criada usando geração de malha FEM 3D para realizar essas operações.

[0289]Elaborando mais esse conceito, a geometria 3D representativa das estruturas oculares em repouso pode ser definida computacionalmente baseado na análise extensa das medições na literatura e nas imagens médicas da anatomia de olhos adultos jovens e através de modelagem. Métodos especializados implementados em software, tal como software AMPS (AMPS Technologies, Pittsburgh, PA), podem ser usados para realizar a geração de malha geométrica, propriedade do material e definições de condições limite, e análise de elementos finitos durante o estágio de modelagem. O músculo ciliar e as zônulas podem ser representados como um material isotrópico transversal com orientações especificadas para representar direções de fibra complexas. Adicionalmente, simulações computacionais de dinâmica de fluido podem ser realizadas de modo a produzir trajetórias de fibras, que podem então ser mapeadas para o modelo geométrico.

[0290]Inicialmente, uma modelagem de lente pode incluir uma lente em uma configuração relaxada, antes de ser estirada por fibras zonulares de pré-tensionamento até uma posição e forma não-acomodada. A posição da lente não-acomodada pode ser alcançada quando as zônulas são encurtadas, por exemplo, para entre 75% e 80% de seu comprimento inicial, e, mais particularmente, para aproximadamente 77% de seu comprimento inicial. Então, o movimento acomodativo pode ser simulado realizando-se a contração ativa das várias fibras do músculo ciliar. Em algumas modalidades, isto pode ser realizado usando modelos prévios de músculo esquelético que são modificados para representar a dinâmica de maneira particular ou então específica ou única ao músculo ciliar. Os resultados do modelo representando o movimento anterior ciliar e da lente e a espessura da lente ocular deformada em uma minha média e ápice podem ser validados ou de alguma outra forma verificados comparando-os com as medições existentes na literatura médica para acomodação. De modo a investigar as contribuições dos vários grupos de fibras ciliares para a ação geral do músculo ciliar, simulações podem ser realizadas para cada grupo de fibras ativando cada um em isolamento, enquanto outros permanecem passivos ou de alguma outra forma inalterados.

[0291]Vários aspectos benéficos das modalidades descritas abaixo são descritos com respeito a simulações aplicando modelos de zônulas de pré-tensionamento e músculo ciliar em contração.

[0292]Com respeito às zônulas de pré-tensionamento, a modelagem pode incluir: 1) Criação de folhas de material 3D orientadas entre pontos de inserção de conexão zonular medidos na lente e originação no ciliar/coroide; 2) direção das fibras especificadas no plano da folha (por exemplo, fibras direcionadas da origem para a inserção); e 3) Material constitutivo transversalmente isotrópico com desenvolvimento de tensão na direção preferida. Além disso, com relação em especial a 3), foram alcançadas vantagens, incluindo: a) A entrada de parâmetro de tensão variável com o tempo regula a tensão desenvolvida no material; b) A entrada de tensão variável com o tempo pode ser sintonizada para produzir a deformação necessária na lente para corresponder às medições da configuração não-acomodada; c) Variação de idade nas propriedades do material e geometrias para produzir impacto relacionado à idade; e d) outras. Os Pedidos US 15/638,346 e 16/702,470, incorporados aqui, descrevem em detalhes adicionais a modelagem do FEM ocular completo da acomodação ocular humana.

[0293]Com respeito aos modelos de músculo ciliar em contração, a modelagem pode incluir: 1) Modelo constitutivo modificado para representar os aspectos lisos e esqueléticos da resposta mecânica ciliar; 2) uma pluralidade de, por exemplo, 3 conjuntos de direções de fibra especificadas para representar a orientação fisiológica das células musculares e as linhas de ação da produção de força; e 3) Material constitutivo transversalmente isotrópico com desenvolvimento de força ativa na direção preferida. Além disso, com relação em especial a 3), foram alcançadas vantagens, incluindo: A) A entrada do parâmetro de ativação regula a tensão ativa desenvolvida no material; b) A entrada de ativação pode ser sintonizada para produzir resposta acomodativa apropriada para corresponder às medições da literatura; c) A ativação dos grupos de fibras musculares individuais pode ser variada em isolamento para avaliar as contribuições para a deformação/tensão da lente; d) A ativação dos grupos de fibras musculares individuais pode ser variada em isolamento para avaliar as contribuições para a deformação/tensão escleral ocular; e) A ativação dos grupos de fibras musculares individuais pode ser variada em isolamento para avaliar contribuições para a deformação/tensão coroidal; e f) outras.

[0294]Em várias modalidades, os resultados da simulação podem ser governados pela modificação do tensionamento e das entradas de ativação para os materiais das zônulas e músculos ciliares, em vez de realizar um deslocamento aplicado ao(s) nó(s) externo(s) de uma malha.

[0295]Em seguida, podem-se usar sistemas, métodos e dispositivos para fornecer um resultado preditivo na forma de um Modelo de Computador 3D com Inteligência Artificial (Al) integrada para encontrar melhores instruções preditivas para uma correção oftálmica terapêutica, manipulação ou reabilitação dos defeitos da visão de um paciente, doença ocular ou disfunção relacionada à idade. A melhor instrução preditiva pode ser derivada a partir de entradas estruturais físicas, simulações de rede neural, e influência de resultado terapêutico prospectiva. Novas informações podem ser analisadas em conjunto com as informações otimizadas de histórico de resultado terapêutico de modo a oferecer benefícios diversos. Os conceitos aqui apresentados podem ser usados para realizar diversas simulações e incluem uma plataforma baseada em conhecimento, de modo que o sistema possa ser capaz de melhorar sua resposta de instrução à medida que a base de dados é expandida. Os conceitos aqui empregados também podem utilizar Al para criar simulações de envelhecimento progressivo dos tecidos almejados e manifestações clínicas dos estados de doenças para vincular o planejamento do tratamento aos resultados.

[0296]Em algumas modalidades, as instruções armazenadas contempladas podem preferencialmente ser um algoritmo de microporação personalizado, otimizado, para acionar um laser eletromagnético de micro-operação. As instruções podem ser fornecidas junto com um processador de Al por meio de integração direta, importação autônoma ou remotamente, por exemplo, através de um aplicativo ou conexão Bluetooth ou com outra capacidade sem fio. Estas instruções podem ser realizadas a priori ou intraoperativamente.

[0297]Em algumas modalidades, as instruções armazenadas contempladas podem preferencialmente ser um algoritmo de simulação de lente ocular personalizado otimizado usado para simular a manipulação de uma lente intraocular implantável de modo a aprimorar os procedimentos médicos e o entendimento.

[0298]As instruções também podem ser configuradas como um sistema “autônomo”, pelo que as instruções podem ser fornecidas com entradas e saídas de esquema de pesquisa independentes para testar diversas condições e respostas do olho a manipulações cirúrgicas, dispositivos de implante, ou outras manipulações terapêuticas do olho, de modo a otimizar o modelo e a resposta de saída.

[0299]Adicionalmente, essas instruções também podem incluir um ou mais dentre: um algoritmo para interpretação de processamento de imagem, expansão de plataformas de dados de obtenção de imagens oftálmicas e um diagnóstico de acompanhante para um dispositivo de obtenção de imagem.

[0300]Como descrito aqui, métodos para aprimorar tratamentos oftálmicos, cirurgias ou intervenções farmacológicas podem incluir obter dados topológicos, topográficos, estruturais, fisiológicos, morfológicos, biomecânicos, de propriedade de material e ópticos para um olho humano juntamente com a física aplicada e analisar através de simulações matemáticas usando redes de inteligência artificial.

[0301]Em algumas modalidades, aplicações usando simulação podem incluir técnicas executadas por meio de dispositivos, sistemas e métodos para elaboração automatizada de um procedimento cirúrgico oftálmico incluindo medições físicas e físicas aplicadas do olho inteiro de um paciente são obtidas. As técnicas conhecidas na área podem ser usadas para obter essas medições. As informações medidas podem ser interpoladas e extrapoladas para encaixar os nós de um modelo de elementos finitos (FEM) de um olho humano para análise, que podem ser então analisados para predizer um estado inicial de tensão do olho e obter condições pré-operativas da córnea, lente e outras estruturas. Dados de incisão constituindo um plano cirúrgico “inicial” podem ser incorporados no modelo de análise de elementos finitos. Uma nova análise pode então ser realizada para simular deformações resultantes, efeitos biomecânicos, tensões, deformações, curvaturas do olho, bem como movimentos dinâmicos do olho, mais especificamente, dos músculos ciliares, lente e estruturas acomodativas. Estes podem ser comparados com valores originais dos mesmos e com um objetivo de visão. Se necessário, um plano cirúrgico pode ser modificado e novos dados de ablação resultantes podem ser inseridos no FEM e a análise é repetida. Este procedimento pode ser repetido conforme desejado ou necessário até que os objetivos de visão sejam alcançados.

Inteligência Artificial e Simulação

[0302]Em algumas modalidades, o software de Inteligência Artificial (Al) pode usar uma máquina de aprendizagem, por exemplo, uma rede neural artificial, para realizar o aprendizado de máquina, pelo qual o sistema pode aprender a partir dos dados, e, portanto, tem um componente de aprendizado baseado na expansão da base de dados em andamento. Ele pode ser operativo para melhorar a confiabilidade à medida que a base de dados é formulada e atualizada, o que até então era desconhecido na técnica anterior dos sistemas, métodos e dispositivos de modelagem preditiva 3D.

[0303]A simulação pode incluir a simulação de Progressão de Idade do olho de um paciente, possuindo uma capacidade preditiva para simular resultados cirúrgicos oftálmicos, determinar taxas de regressão de tratamentos, bem como executar algoritmos preditivos para aprimoramento cirúrgico ou terapêutico futuro, até então desconhecidos na técnica anterior dos sistemas, métodos e dispositivos de modelagem preditiva 3D.

[0304]Em algumas modalidades, os sistemas da presente revelação podem incluir um analisador de simulação de olho virtual que pode incluir a integração de informações relacionadas a todas as estruturas de um olho em um programa de computador com a finalidade de simular o funcionamento biomecânico e óptico do olho, bem como simulações relacionadas à idade para fins de aplicação clínica. Detalhes adicionais do analisador de simulação de olho virtual são descritos no Pedido US N⍛ 15/942,513 e são incorporados aqui.

[0305]O simulador pode incorporar propriedades Neohookeanas matemáticas e não-lineares de modo a recriar o comportamento das estruturas biomecânicas, fisiológicas, ópticas e outras, que podem ser valiosas ou, de alguma outra forma, de importância clínica. O simulador pode usar métodos conhecidos na técnica para inserir os dados incorporados em um FEM 3D com os dados únicos de um paciente baseado na análise de seu olho ou olhos individuais. Adicionalmente, o simulador pode usar métodos conhecidos na técnica para informar dados e criar uma simulação numérica do olho do paciente usando uma geração de malha FEM 3D - essencialmente criando um “Olho Virtual” dinâmico personalizado em tempo real, até então desconhecido na técnica anterior de sistemas, métodos e dispositivos de modelagem 3D preditiva.

[0306]Em algumas modalidades, a Al pode ser capaz de aprendizado por meio de simulação preditiva e pode ser operativa para melhorar as predições de simulação para manipulações cirúrgicas ou terapêuticas do olho através de aprendizado por máquina, tais como redes neurais artificiais, por exemplo, em um programa “ABACUS”. Tal programa também pode ser capaz de fornecer instruções diretamente a um processador ou sistema de processamento acoplado comunicativamente para criar e aplicar algoritmos, sequenciamento matemático, geração de fórmula, definição de perfil de dados, seleção cirúrgica, dentre outros. Ele também pode ser capaz de fornecer instruções diretamente a uma estação de trabalho, um sistema de processamento de imagem, um controlador robótico ou outro dispositivo para implementação. Além disso, ele pode ser capaz de fornecer instruções indiretamente através de um Bluetooth ou outra conexão remota a um controlador robótico, um sistema de imagem ou outra estação de trabalho.

[0307]Os modelos aqui apresentados podem ter várias aplicações para uso clínico, em pesquisas e cirúrgico, incluindo: 1) uso da avaliação e simulação anterior das funções de acomodação do olho (exemplos incluindo indicação de Presbiopia -estrutura e uso IOL, terapêutica extralenticular e seus usos); 2) uso de avaliação e simulação anterior do fluxo aquoso do olho, tal como para indicações de glaucoma; 3) simulações virtuais e simulações em tempo real da eficácia dos lOLs, tratamentos terapêuticos e diversas implicações biomecânicas; 4) simulações virtuais usando o Al e Cl para reproduzir efeitos de envelhecimento personalizados sobre as funções biomecânicas e fisiológicas do olho de um indivíduo, as quais possuem importância clínica; 5) Planejamento Cirúrgico; 6) importação e simulação de modelo de construção (tal como FEM), tal como para lOLs e outros; 7) Ensaios clínicos virtuais e análise; 8) análise, planejamento e execução de cirúrgica intraoperativa em tempo real; 9) Desempenho de uma lente cristalina do olho na medida em que se relaciona à disfunção óptica e biomecânica, formação de catarata e similares; e 10) outros.

[0308]Em algumas modalidades da invenção, um conjunto óptico de galvanômetro em malha fechada de eixo duplo pode ser usado.

[0309]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um sistema de correção de câmera com galvos, que é descrito em mais detalhes na Fig. 3C do Pedido US N⍛ 15/942,513 que é incorporado no presente. A Fig. 3D do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra um exemplo de fluxograma de um processo de rastreamento ocular baseado em câmera, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0310]Em algumas modalidades, como descrito em maiores detalhes na Fig. 4A no Pedido US N⍛ 15/942,513, e incorporado aqui, o sistema de laser pode incluir um laser de tratamento emitindo um feixe de laser que se propaga através da lente de retransmissão para o dicroico ou inversor.

[0311]A FIG. 4B-1 no Pedido US N⍛ 15/942,513, incorporado aqui, ilustra um sistema de tratamento a laser ilustrativo incluindo profundidade de poro de ablação de acordo com algumas modalidades da presente revelação. A FIG. 4B-1 mostra, de forma geral, um feixe de laser de tratamento se propagando para um dicroico antes de se propagar para um primeiro galvo, então para um segundo galvo, através de componentes ópticos de focalização, e para o olho do paciente. As Figs. 4A-1 a 4A-10 no Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustram como a microporação/nanoporação pode ser usada para remover tecido de superfície, subsuperfície e intersticial e afetar as características de superfície, intersticiais e biomecânicas (por exemplo, planaridade, porosidade de superfície, geometria do tecido, viscoelasticidade do tecido e outras características biomecânicas e biorreológicas) da superfície alvo ou tecido alvo que sofreu ablação.

[0312]Em algumas modalidades, um sistema de Tomografia por Coerência Óptica (OCT) pode ser usado para obter imagens de subsuperfície do olho. Como tal, quando acoplado a um computador que é acoplado a um monitor de vídeo, o sistema fornece, a um usuário ou operador, a capacidade de visualizar imagens de subsuperfície da ablação de tecido. Como observado aqui, o poro pode estar entre 5% e 95% da espessura da esclera no espaço tridimensional, com a espessura média da esclera de 700μm sendo uma profundidade de poro típica.
Comparativamente, a microporação a laser pode ser de grandezas da ordem maior do que a ablação de superfície refrativa com profundidade média entre 200μm e 300μm se comparado com outros procedimentos ablativos refrativos de superfície que foram realizados no tecido corneai, que tipicamente possuem uma profundidade entre 10μm e 45μm na média, e, geralmente, > 120μm (vide a Fig. 139).

[0313]Em pelo menos algumas modalidades, o sistema pode fornecer uma vista intraoperativa, em tempo real, dos níveis de profundidade do tecido. O sistema pode proporcionar segmentação de imagem de modo a identificar o limite interior da esclera para ajudar a controlar melhor a profundidade.

[0314]As Figs. 4A-5 e 4B-2 do Pedido US N⍛ 15/942,513 mostram diagramas simplificados ilustrativos de um poro de ablação na esclera mostrando um exemplo da profundidade de uma ablação em relação ao limite interno da esclera, sendo incorporadas aqui.

[0315]A Fig. 5 do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra um fluxograma ilustrativo do processo de controle de profundidade, de acordo com algumas modalidades da presente revelação, e é incorporada aqui.

[0316]Em geral, o sistema de controle de profundidade, por exemplo, um sistema OCT, executa uma varredura B repetitiva, sincronizada com o laser. A varredura B (“B-scan”) pode mostrar a superfície superior da conjuntiva e/ou da esclera, os limites do poro sofrendo ablação, e a interface inferior entre a esclera e a coroide ou o corpo ciliar. Algoritmos de segmentação de imagem automática podem ser empregados para identificar as superfícies superior e inferior da esclera (por exemplo, espessura de 400 a 1000 micra) e os limites do poro sujeito à ablação. A distância a partir da superfície superior da esclera até a superfície inferior do poro pode ser automaticamente calculada e comparada com a espessura local da esclera. Em algumas modalidades, isto ocorre em tempo real. Quando a profundidade de poro alcança um número predefinido ou uma fração da espessura da esclera, a ablação pode ser interrompida, e o sistema de varredura indexado para a próxima localização de ablação alvo. Em algumas modalidades, as imagens podem ser segmentadas para identificar limites interiores da esclera.

[0317]Com referência às etapas na Fig. 5 (Pedido US N⍛ 15/942,513), na modalidade ilustrativa, um conjunto de etapas inicial ou de inicialização pode ocorrer primeiro. Este conjunto de etapas inicial começa com o posicionamento para uma coordenada de poro na etapa 412. A varredura AB da região alvo ocorre na etapa 414. Esta varredura cria uma imagem que é processada na etapa 416 de modo a segmentar e identificar o limite da esclera. Em seguida, calcula-se uma distância na etapa 418 entre a superfície conjuntiva e o limite da esclera.

[0318]Após o término deste conjunto inicial de etapas, a ablação pode ser iniciada na etapa 420. Um pulso de feixe de laser é disparado na etapa 422 seguido por uma varredura B na etapa 424. Esta varredura B cria uma imagem que pode então ser segmentada na etapa 426 e a profundidade de poro e a taxa de ablação são calculadas a partir da imagem. Esta profundidade de poro e taxa de ablação são comparadas com a profundidade alvo na etapa 430. Se a profundidade alvo não tiver sido alcançada, então o processo volta para a etapa 422 e se repete. Ao alcançar uma profundidade alvo, a etapa 432 interrompe o processo de ablação e o processo inicial começa novamente na etapa 434 com o posicionamento para coordenadas de poro seguintes. Em algumas modalidades, o sistema de controle de profundidade pode monitorar a profundidade de ablação durante um único pulso e pode interromper a ablação como um meio de atenuação de risco, também pode haver outros processos internos em execução que podem terminar a ablação se o processo estiver fora da faixa; os limites operacionais do rastreamento ocular forem excedidos, o número máximo predefinido de pulsos for excedido, e o monitoramento da potência o laser não estiver nos limites. Todas essas são medidas de atenuação de risco.

[0319]Em algumas modalidades da presente revelação, arranjos de pontos podem ser usados de modo a realizar a ablação de múltiplos poros de uma vez. Esses arranjos de pontos podem, em alguns casos, ser criados usando microlentes e também podem ser afetados pelas propriedades do laser. Um comprimento de onda maior pode levar a um número menor de pontos com diâmetro de ponto aumentado.

[0320]Voltando-se para alguns outros aspectos da presente revelação, a medição pré-operativa das propriedades oculares e a personalização do tratamento às necessidades individuais do paciente é benéfica em muitas modalidades. A medição pré-operativa das propriedades oculares pode incluir medir a pressão intraocular (IOP), espessura escleral, tensão/deformação escleral, vasculatura anterior, resposta acomodativa e erro refrativo. A medição da espessura escleral pode incluir o uso de tomografia por coerência óptica (OCT). A medição da tensão/deformação escleral pode incluir o uso de espalhamento de Brillouin, elastografia OCT, fotoacústica (luz mais ultrassom). A medição da vasculatura anterior pode incluir o uso de OCT ou OCT Doppler. A medição do erro refrativo pode incluir usar os produtos, tal como o produto comercializado iTrace da Tracey Technologies Corp. Os versados na técnica reconhecerão que outras medições, métodos e sistemas também podem ser usados.

[0321]As malhas de biorrealimentação intraoperativa podem ser importantes durante um procedimento de tratamento de modo a manter o médico informado sobre o andamento do procedimento. Tais malhas de realimentação podem incluir o uso de medições topográficas e o monitoramento de zonas de “manter distância”, tais como artérias ciliares anteriores.

[0322]As malhas de biorrealimentação podem incluir um sensor de malha fechada para corrigir não-linearidades no mecanismo de piezovarredura. O sensor, em algumas modalidades, pode oferecer uma realimentação de posição em tempo real, por exemplo, em alguns milissegundos e utilizando sensores capacitivos para realimentação de posição em tempo real. A realimentação de posição em tempo real pode ser comunicada a um controlador, e ao identificar características biológicas específicas com base nas características do tecido, pode cessar a operação de laser intraoperativamente.

[0323]O aparelho de sensor/realimentação também pode realizar “detecção inteligente” biológica ou química para permitir a ablação do tecido alvo e proteger ou evitar tecidos circundantes. Em alguns casos, esta detecção inteligente pode ser realizada usando uma incorporação de biochip em uma máscara que é ativada por irradiação de luz e detecta a localização, profundidade, tamanho, forma ou outros parâmetros de um perfil de ablação. Conjuntos galvo-ópticos também são contemplados em algumas modalidades e podem ser usados para medir diversos parâmetros do direcionamento de laser e função especial.

[0324]Os versados na técnica reconhecerão que outras realimentações, métodos e sistemas também podem ser usados.

[0325]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos da presente revelação podem incluir recursos de transferência de exibição de imagem e interface GUI que podem incluir cada quadro de imagem obtido e enviar informações a um monitor de vídeo após cada disparo dentro do microporo de 3 dimensões - 7 dimensões antes e após o disparo do laser em tempo real dinâmico e visualização de superfície. A GUI pode ter um sistema de múltiplas vistas integrados em 7 direcionalidades para captura de imagem, incluindo: superfície, poro interno, poro externo, parte inferior do microporo, visão do globo ocular inteiro, área de arranjo alvo.

[0326]Em algumas modalidades, o cubo-7 pode ser uma projeção preferida para o microprocessador, mas existem outros exemplos na forma de esfera dimensional, integrados na GUI e no microprocessador. As projeções ortogonais podem incluir exemplos como ilustrado na Fig. 8 do Pedido US N⍛ 15/942,513.

[0327]Em algumas modalidades, o reconhecimento de padrões de máquina de vetores de suporte (SVC) pode ser integrado na rede de Al (inteligência artificial) direcionada ao caminho do microprocessador. Para o problema de classificação não-linear, a SVM pode sintonizar o espaço de entrada em um espaço dimensional alto por um mapeamento não-linear K(X). Por conseguinte, o problema não-linear pode se transformar em um problema linear e então o hiperplano de separação ideal será calculado em um novo espaço dimensional alto, por exemplo, usando programação integrada Matlab ou Mathematica. Detalhes adicionais são descritos no Pedido US N⍛ 15/942,513.

[0328]Algumas modalidades podem utilizar uma fibração de Serre ou fibração Fraca. Elas são capazes de produzir o mapeamento de cada microporo de cilindro no arranjo e o arranjo total ao longo da superfície 3D e o mapeamento intersticial dos arranjos de poro na seção transversal. O mapeamento 3D 900 ilustrativo é apresentado na Fig. 9 do Pedido US N⍛ 15/942,513.

[0329]A Fig. 10 do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra, de acordo com algumas modalidades da presente revelação, padrões de elaboração ilustrativos que podem ser executados como se segue. Etapa 1001: A elaboração / planejamento do tratamento pode começar com a hierarquia de tecido, que é estabelecida usando a projeção matemática de 7 Esferas sobre toda a esfera para estabelecer a plataforma de tratamento congruente construída sobre o formato 7D e a tesselação planar hiperbólica. Etapa 1002: O algoritmo matemático fora do eixo derivado a partir da hierarquia de tecido e da padronagem de Fibonacci é exibido como imagens matemáticas. Etapa 1003: O Código Algorítmico é então implementado para desenvolver padrões de microporação personalizados que são refletivos da biorreologia tecidual, incluindo todas as entradas de rigidez, módulo viscoelástico, topologia, topografia, biometria, etc. Etapa 1004 (não ilustrada): O software de exclusão anatômica pode ser executado apagando ou eliminando campos, arranjos e regiões não almejados. Etapa 1005 (não ilustrada): O cirurgião/usuário também pode manipular as áreas almejadas ou não almejadas por meio da interface de tela de toque.

[0330]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da presente revelação podem incluir os seguintes aspectos de distribuição do sistema de interface do usuário do laser dos algoritmos de tratamento. Imagens matemáticas em tempo real são incorporadas e exibidas tanto em arquivos matemáticos 3D que também podem ser executados em um formato de animação GIF para exibir informações a priori a respeito da eficácia do arranjo. A estação de trabalho/algoritmos trabalham junto com o sistema VESA de modo a produzir as imagens matemáticas para o usuário/cirurgião para a configuração ideal do arranjo 3D do olho. A representação topológica da imagem é projetada estereograficamente para o meio de exibição. O arranjo são prefixados a formulários e, além disso, pode ser simulado no sequenciamento de Fibonacci com uma pluralidade de densidades, tamanhos de ponto, geometrias e configurações de micro e nanoporos. O benefício do sequenciamento de Fibonacci está em produzir o formulário de arranjo mais balanceado que corresponde à própria hierarquia tecidual natural do corpo, tanto em macro quanto em microescalas.

[0331]O arranjo também pode seguir um modelo de geometria hiperbólica ou um ladrilhamento hiperbólico uniforme (regular, quase-regular ou semi-regular) que é um preenchimento de borda a borda do plano hiperbólico que possui círculos regulares ou polígonos como faces e é vértice-transitivo (transitivo em seus vértices, isogonal, ou seja, há uma isometria mapeando qualquer vértice para qualquer outro). Exemplos são ilustrados nas Figs. 10 e 11 do Pedido US N⍛ 15/942,513 e incorporados aqui. Conclui-se que todos os vértices são congruentes, e o ladrilhamento tem um alto grau de simetria rotacional e translacional.

[0332]Os ladrilhamentos uniformes podem ser identificados por sua configuração de vértice, uma sequência de números representando o número de lados dos círculos ou polígonos ao redor de cada vértice. Um exemplo abaixo representa o ladrilhamento heptagonal, que possui 3 heptágonos ao redor de cada vértice. Ele também é regular, uma vez que todos os círculos ou polígonos têm o mesmo tamanho, portanto, ele também pode receber o símbolo de Schlàfli.

[0333]Os ladrilhamentos uniformes podem ser regulares (se também transitivos em sua face e borda), quase-regulares (se transitivos na borda, mas não transitivos na face) ou semi-regulares (se não forem transitivos na borda nem na face). Para triângulos retângulos (p q 2), há dois ladrilhamentos regulares, representados pelo símbolo de Schlàfli {p,q} e {q,p}.

[0334]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da presente revelação podem incluir um mecanismo de criação de um arranjo de microporos, em que o padrão de arranjo de microporos pode ter uma distribuição não-uniforme controlada, ou uma distribuição uniforme, ou uma distribuição aleatória, e pode ser um dentre um padrão radial, um padrão espiral, um padrão filotáctico, um padrão assimétrico, ou combinações dos mesmos. O padrão espiral filotáctico pode ter parastíquia no sentido horário e anti-horário de acordo com a presente revelação. A Fig. 12 do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustra uma representação ilustrativa esquematizada de uma criação de uma distribuição controlada assimétrica de um padrão de algoritmo de arranjo em um olho com filotaxia espiral, em que cada arranjo de microporos aparece sucessivamente.

[0335]Em algumas modalidades, o padrão de arranjo de microporos pode ser uma dentre uma espiral de Arquimedes, uma espiral de Euler, uma espiral de Fermat, uma espiral hiperbólica, uma espiral de lítuo, uma espiral logarítmica, uma espiral de Fibonacci, uma espiral dourada, ou combinações das mesmas.

[0336]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da presente revelação podem incluir a criação de um modelo de microporação 3D em uma superfície esférica.

[0337]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da presente revelação podem incluir a utilização de parâmetros matemáticos e de Fibonacci para otimizar a execução cirúrgica, os resultados e a segurança em um arranjo de tratamento de microporação assistida a laser possuindo um padrão de poros, por exemplo, microporos ou nanoporos, em que o padrão é um padrão de distribuição não-uniforme que é distribuído no tecido em seção transversal em alinhamento com a hierarquia tecidual existente em uma macroescala e microescala de modo que haja um efeito de rejuvenescimento congruente do tratamento. Um arranjo ou rede de tratamento possuindo uma pluralidade de microporos / nanoporos / ablações / incisões / alvos pode ser disposto em um padrão de distribuição não-uniforme, em que o padrão é espiral ou filotáctico. Os padrões podem ser descritos pela equação de Vogei. Além disso, é incluída uma pluralidade de outras geometrias / densidades / profundidades e formatos possuindo um padrão espiral ou filotáctico de caminhos de fluxo, tal como na forma de canais ou poros abertos. Os microporos / nanoporos podem ser adaptados especificamente para corresponderem a qualquer dada lente de contato, máscara ou outro material ou estrutura modelo possuindo um padrão de distribuição não-uniforme. Como alternativa, a microporação pode ser usada em conjunto com polímeros revestidos ou não-revestidos perfurados convencionais, tais como tipos hidrofílicos ou hidrofóbicos. O padrão de arranjo possuindo um padrão de distribuição não-uniforme de microporos e a lente ou máscara podem ser usados juntos como um sistema de tratamento.

[0338]As Figs. 4A-1 a 4A-10 e 26-3A do Pedido US N⍛ 15/942,513 ilustram como a microporação/nanoporação pode ser usada para remover tecido de superfície, subsuperfície e intersticial e afetar as características de superfície, intersticiais e biomecânicas (por exemplo, planaridade, porosidade de superfície, geometria do tecido, viscoelasticidade do tecido e outras características biomecânicas e biorreológicas) da superfície alvo ou tecido alvo que sofreu ablação. Adicionalmente, a presente revelação pode incluir vários tipos de sistemas de processamento automatizados para processar a distribuição das microporações de várias composições e configurações.

[0339]As características de tecido afetadas incluem, dentre outros, a porosidade, textura, viscoelasticidade, razão de fração de vazios, aspereza superficial, e uniformidade. As características de superfície, como a aspereza e o brilho, são medidas para determinar a qualidade. Tal microporação também pode afetar a deformação, maleabilidade e flexibilidade do tecido e ter uma textura de “casca de laranja”. Portanto, as propriedades do tecido tratado com microporação/nanoporação irão geralmente influenciar e/ou aprimorar a qualidade do tecido por meio da restauração ou rejuvenescimento da maleabilidade biomecânica do tecido quando em repouso e sob tensão/deformação, bem como a permeabilidade do tecido.

[0340]Em algumas modalidades, a microporação pode incluir uma pluralidade de caminhos de microporo dispostos em um padrão. O padrão de caminhos de microporo pode compreender círculos ou polígonos regulares, círculo ou polígonos irregulares, elipsoides, arcos, espirais, padrões filotácticos ou combinações dos mesmos. O padrão de caminhos de microporo pode compreender caminhos arqueados radiantes, caminhos espirais radiantes, ou combinações dos mesmos. O padrão de caminhos de microporo pode compreender uma combinação de caminhos espirais radiantes internos e caminhos espirais radiantes externos. O padrão de caminhos de fluxo de ar pode compreender uma combinação de caminhos espirais radiantes no sentido horário e caminhos espirais radiantes no sentido anti-horário. Os caminhos de microporo podem ser distintos, ou descontínuos, em relação uns aos outros. Como alternativa, um ou mais dos caminhos de microporo podem ser conectados de maneira fluida. O número de caminhos arqueados radiantes (“arcos”), caminhos espirais radiantes, ou combinações dos mesmos, pode variar.

[0341]Em algumas modalidades, a microporação pode compreender um padrão que é um padrão de distribuição não-linear controlado, um padrão de distribuição linear controlado ou um padrão aleatório. Em algumas modalidades, a lente de contato ocular/máscara ocular pode compreender um padrão de caminhos de microporo, em que o padrão de caminhos de microporo é gerado a partir das coordenadas x e y de um padrão de distribuição não-uniforme controlado. O padrão de distribuição não-uniforme controlado usado para gerar o caminho de microporo da lente ocular/máscara ocular pode ser o mesmo ou diferente do padrão de arranjo do algoritmo de microporação a laser sendo usado com a lente ocular/máscara ocular. Em uma modalidade, o padrão de distribuição não-uniforme controlado é o mesmo que o padrão de arranjo do algoritmo de microporação a laser sendo usado com a lente ocular/máscara ocular. Em algumas modalidades, o padrão de distribuição não-uniforme controlado é diferente do padrão de arranjo do algoritmo de microporação a laser sendo usado.

[0342]Em algumas modalidades, o sistema de microporação a laser pode ter padrões filotácticos de acordo com as modalidades do algoritmo de microporação a laser descritas aqui. Uma lente ocular/máscara ocular é cooperante com um sistema de microporação a laser possuindo padrões filotácticos quando o sistema de microporação a laser inclui uma pluralidade de microporos, uma pluralidade de aberturas, uma pluralidade de cavidades, uma pluralidade de canais, uma pluralidade de passagens, ou combinações dos mesmos, que são configurados em um padrão projetado para promover o aprimoramento das funções biológicas naturais, tal como fluxo de fluido, fluxo sanguíneo, movimento muscular, bem como a função biológica estática e dinâmica através da lente ocular/máscara ocular e do tecido possuindo um padrão filotáctico. Os microporos, aberturas, cavidades, canais, passagens ou combinações dos mesmos podem definir caminhos de fluxo biológico que estão localizados ao longo de, dentro de, ou através do bloco de apoio, ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o padrão de microporos, aberturas, cavidades, canais, passagens ou combinações destes pode ser na forma de círculos ou polígonos regulares, círculos ou polígonos irregulares, elipsoides, arcos, espirais, padrões filotácticos, ou combinações dos mesmos. O padrão de caminhos de microporo pode compreender círculos ou polígonos regulares, círculo ou polígonos irregulares, elipsoides, arcos, espirais, padrões filotácticos ou combinações dos mesmos.

[0343]Em algumas modalidades, um padrão espiral ou filotáctico adequado pode ser gerado a partir das coordenadas x e y qualquer padrão de arranjo filotáctico das modalidades do sistema de microporação descritas acima. Em uma modalidade, as coordenadas x e y de um padrão espiral ou filotáctico são transportadas e rotacionadas para determinar as coordenadas x’ e y’ do padrão de fluxo de ar de apoio espiral ou filotáctico, em que Θ é igual a ττ/η em radianos e n é qualquer inteiro. O (x' e y') podem ser traçados graficamente, tal como pelo uso de software de projeto auxiliado por computador (CAD), para gerar um padrão adequado, tal como um padrão espiral ou filotáctico.

[0344]Os padrões podem então ser usados para definir canais precisos e espirais radiantes, bem como canais anulares que podem cruzar os canais arqueados e espirais, ou combinações dos mesmos. Os canais anulares, arqueados, espirais ou combinados podem produzir deformação de forma, tal como na forma de ranhuras, cavidades, orifícios ,passagens ou outros caminhos a se formarem. Exemplos de modalidades dos padrões de canal que se baseiam nos padrões filotácticos transpostos também são ilustrados nas Figs. 10, 13 e 16 no Pedido US 15/942,513. Modalidades ilustrativas adicionais baseadas em padrões filotácticos transpostos são ilustradas nas Figs. 14A a 14D, 15A a 15F, e 41 no Pedido US 15/942,513.

[0345]Como ilustrado adiante, o padrão de microporação pode ter um número de espirais no sentido horário e um número de espirais no sentido anti-horário, em que o número de espirais no sentido horário e o número de espirais no sentido anti-horário são números de Fibonacci ou múltiplos dos números de Fibonacci.

[0346]A Fig. 14A no Pedido US 15/942,513 ilustra uma modalidade ilustrativa de um padrão de microporação que pode ser implementado diretamente no tecido alvo ou, alternativamente, em uma lente de contato, máscara ou outro tal modelo possuindo um padrão de microporos com uma distribuição não-uniforme controlada dos microporos na distribuição da sequência de Fibonacci, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0347]A Fig. 14B no Pedido US 15/942,513 é uma ilustração exemplificativa de um padrão espiral filotáctico possuindo parastíquia no sentido horário e no sentido anti-horário, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0348]A Fig. 14C no Pedido US 15/942,513 é outra ilustração exemplificativa de um padrão espiral filotáctico possuindo parastíquia no sentido horário e no sentido anti-horário, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0349]As Figs. 14D a 15F no Pedido US 15/942,513 são ilustrações exemplificativas do modelo de Vogei, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0350]As Figs. 16A a 16N no Pedido US 15/942,513 são ilustrações exemplificativas de modalidades exemplificativas da microporação derivada de formas de padrão de icosaedro, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0351]As Figs. 17A a 17B, e 2K-18 e 2K-19 no Pedido US 15/942,513 ilustram padrões de microporação ilustrativos derivados de formas de padrão de icosaedro representando uma esfera fractal e tesselações de icosaedro/tetraedro, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0352]Área de Superfície: A área de superfície total do tecido alvo afeta a quantidade de material tecidual total removido. Tipicamente, à medida que a quantidade da área total de superfície tecidual é aumentada, a quantidade de material de superfície removido é aumentada. Em algumas modalidades, a área de superfície de microporação total do tecido alvo pode ser igual à superfície total em potencial do sistema de microporação (ou seja, a área alvo de microporação se não houvesse microporos) menos a área total dos microporos (ou seja, a soma da área de todos os microporos). Assim, a quantidade da área total de superfície de microporação pode variar de 1% a cerca de 99,5% da área total de superfície em potencial, dependendo da quantidade da área de microporo desejada. Consulte a Fig. 30 no Pedido US 15/942,513 para exemplos de áreas de superfície, de acordo com algumas modalidades da presente revelação.

[0353]Profundidade: As Figs. 4A-5 a 4A-10 no Pedido US 15/942,513 ilustram que a profundidade total do tecido alvo pode afetar a quantidade de material tecidual total removido. Geralmente, à medida que a quantidade de profundidade tecidual total é aumentada, a quantidade de tecido intersticial ou de subsuperfície removido é aumentada. Em algumas modalidades, a profundidade da microporação tecidual removida é igual ao tecido de subsuperfície e intersticial em potencial total do sistema de microporação (ou seja, o tecido intersticial e de subsuperfície total se não houvesse microporos) menos o volume cúbico total dos microporos (ou seja, a soma da área de todos os microporos). Assim, a quantidade do volume cúbico de microporação total pode variar de 1% a cerca de 95% da subsuperfície potencial total e do volume cúbico intersticial do tecido de microporação, dependendo da quantidade de volume cúbico de microporo desejado.

[0354]Densidade dos Poros: A densidade do arranjo de poros, por exemplo, do arranjo de microporos, pode influenciar a quantidade total da área de microporos e a quantidade total do volume de superfície, subsuperfície e intersticial removido. Ela também pode influenciar o número total de microporos e a distribuição de microporos. Uma pluralidade de configurações ilustrativas de densidade, tamanhos de microporo e distribuição de microporos é ilustrada nas Figs 2K-1-A a 2K-1-C e até 2K-17 no Pedido US 15/942,513. Deve-se observar que os microporos podem ser distribuídos aleatoriamente, uniformemente ou singularmente. A densidade volumétrica ou densidade aparente do arranjo de microporos também pode influenciar as propriedades biomecânicas.

[0355]Número de Poros: O número de poros, por exemplo, microporos, pode influenciar a quantidade total da área de microporo e a quantidade total do volume de superfície, subsuperfície e intersticial removido. Adicionalmente, o número de microporos pode afetar a densidade e distribuição de cobertura de microporos na superfície da microporação, o que, por sua vez, pode afetar diretamente a fração de volume de poros total da microporação. Em algumas modalidades, o número de microporos pode ser de pelo menos aproximadamente 3, pelo menos aproximadamente 5, pelo menos aproximadamente 8, pelo menos aproximadamente 12 ou pelo menos aproximadamente 15. Em algumas outras modalidades, o número de microporos pode ser de pelo menos aproximadamente 45, pelo menos aproximadamente 96, pelo menos aproximadamente 151, ou pelo menos aproximadamente 257. Para mais parâmetros ilustrativos, consulte também as Figs. 31 a 34, 37, 38 e 39 no Pedido US 15/942,513.

[0356]Em algumas modalidades, o número de poros pode variar entre 9 a 10.000, de acordo com o tamanho do ponto, que pode variar de 1nm a 600pm. O número de microporos pode estar dentro de um intervalo compreendendo qualquer par dos limites superior e inferior anteriores.

[0357]Vários parâmetros e fatores podem influenciar a microporação da presente revelação e são ilustrados nas Figs. 31 a 35 no Pedido US 15/942,513, e também discutidos abaixo.

[0358]Ângulo de Divergência: Ao distribuir o pulso de laser ao tecido alvo, aumentar ou diminuir o ângulo de divergência α pode afetar a maneira que os microporos são colocados dentro do padrão e o formato das espirais no sentido horário e no sentido anti-horário. O ângulo de divergência é igual a 360° divididos por um valor constante ou variável, assim, o ângulo de divergência pode ser um valor constante, ou pode variar. Em algumas modalidades, o padrão pode ter um ângulo de divergência em coordenadas polares que varia de aproximadamente 100° a aproximadamente 170°. Pequenas alterações no ângulo de divergência podem alterar significativamente o padrão de arranjo e podem apresentar padrões filotácticos que diferem somente no valor do ângulo de divergência. Um ângulo de divergência ilustrativo pode ser 137,3°. O ângulo de divergência também pode ser 137,5°, ou 137,6°. Em algumas modalidades, o ângulo de divergência é de pelo menos aproximadamente 30°, pelo menos aproximadamente 45°, pelo menos aproximadamente 60°; pelo menos aproximadamente 90° ou pelo menos aproximadamente 120°. Em outras modalidades, o ângulo de divergência é menor do que 180°, tal como não maior do que aproximadamente 150°. O ângulo de divergência pode estar dentro de um intervalo compreendendo qualquer par dos limites superior e inferior anteriores. Em algumas outras modalidades, o ângulo de divergência varia de aproximadamente 90° a aproximadamente 179°, de aproximadamente 120° a aproximadamente 150°, de aproximadamente 130° a aproximadamente 140°, ou de aproximadamente 135° a aproximadamente 139°. Em algumas modalidades, o ângulo de divergência é determinado dividindo-se 360° por um número irracional. Em algumas modalidades, o ângulo de divergência é determinado dividindo-se 360° pela proporção áurea. Em algumas modalidades, o ângulo de divergência está no intervalo de aproximadamente de aproximadamente137° a aproximadamente 138°, tal como de aproximadamente 137,5° a aproximadamente 137.6°, tal como de aproximadamente 137,50° a aproximadamente 137,51°. Em algumas modalidades, o ângulo de divergência é de 137,508°.

[0359]Distância até a Borda do Arranjo de Microporação: Em algumas modalidades, as dimensões gerais do padrão de arranjo podem ser determinadas com base na geometria da microporação e no uso pretendido. A distância a partir do centro do padrão até os microporos mais externos pode se estender até uma distância coextensiva com a borda da microporação. Assim, as bordas dos microporos mais externos podem se estender até ou se cruzar com a borda da microporação. Como alternativa, a distância a partir do centro do padrão até os microporos mais externos pode se estender até uma distância que permite que uma certa quantidade de espaço entre as bordas dos microporos mais externos e a borda da microporação esteja livre de microporos. A distância mínima a partir das bordas dos microporos mais externos pode ser especificada conforme desejado. Em algumas modalidades, a distância mínima a partir das bordas dos microporos mais externos para a borda externa da microporação é uma distância específica, identificada como um comprimento discreto ou como uma porcentagem do comprimento da face da microporação na qual o padrão de arranjo aparece. Os microporos podem ser separados ou tesselados de forma ampla ou próxima.

[0360]Tamanho dos Poros: Em algumas modalidades, o tamanho dos poros, por exemplo, microporos, pode ser determinado, pelo menos em parte, pela quantidade total desejada da área de arranjo para a microporação. O tamanho dos microporos pode ser constante por todo o padrão ou pode variar dentro do padrão. Em algumas modalidades, o tamanho dos microporos é constante. Em algumas modalidades, o tamanho dos microporos varia com a distância dos microporos a partir do centro do padrão. Há uma pluralidade de tamanhos capazes no sistema. O tamanho dos poros pode variar de 1nm a 600μm. Em algumas outras modalidades, o tamanho é de 50μm, 100μm 125μm, 200μm, 250μm, 325μm, 425μm ou 600μm.

[0361]Formato dos Poros: Há uma pluralidade de formatos capazes no sistema. O formato dos poros, por exemplo, microporos, eles mesmos criados no tecido conjuntivo por irradiação eletromagnética, pode ter consequência relativa sobre a reação do tecido e a cicatrização de ferimentos. Formatos quadrados podem cicatrizar mais lentamente do que os formatos redondos. O sistema de microporação é capaz de criar uma pluralidade de formatos de microporo individuais. Em algumas modalidades, o formato ideal é quadrado.

[0362]O formato também pode ser impactante no arranjo de microporos. A quantidade de cobertura pode ser influenciada pelo formato dos microporos. O formato dos microporos pode ser regular ou irregular. Em algumas modalidades, o formato dos microporos pode ser na forma de fendas, círculos ou polígonos regulares, círculo ou polígonos irregulares, elipsoides, círculos, arcos, espirais, canais, outros formatos adequados ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, os arranjos de microporos possuem o formato de um círculo. Em algumas modalidades, o formato do arranjo pode ser na forma de um ou mais padrões geométricos, por exemplo, tesselações de icosaedro ou tetraedro, em que múltiplos círculos ou polígonos (ou outros formatos) se cruzam. O formato também pode impactar a cicatrização de ferimentos desejável ou indesejável e pode ser modificado dependendo da finalidade da função de microporos.

[0363]As Figs. 16A-N no Pedido US 15/942,513 mostram exemplos de tais arranjos de microporos de formato específico. Os arranjos de microporos são configurados de modo que os padrões se pareçam com círculos ou polígonos, que podem ter bordas ligeiramente precisas. A remoção de tecido nessas configurações afeta as propriedades biomecânicas de uma forma matemática e geometricamente balanceada, produzindo estabilidade para a microporação.

[0364]Fator de Projeto: O fator de projeto pode influenciar a colocação geral do arranjo ou rede de microporação no tecido 3D e relativo às bordas de microporação com relação à “atmosfera” dentro do tecido. O projeto da microporação pode ser ajustado dependendo do formato intrínseco do próprio tecido ou ao redor da anatomia fisiológica almejada ou do impacto desejado. Isto pode ser um favo Euclideano regular autodual (infinito), poliedro dual, cubo-7, ortoplexo-7 ou rede simples similar, rede de Bravais ou rede não-Bravais;

[0365]Fator de Escalonamento: O fator de escalonamento pode influenciar o tamanho geral e as dimensões do padrão de arranjo de microporos. O fator de escalonamento pode ser ajustado de modo que as bordas dos microporos mais externos estejam dentro de uma distância desejada da borda externa da microporação. Adicionalmente, o fator de escalonamento pode ser ajustado de modo que as bordas internas dos microporos mais internos estejam dentro de uma distância desejada da borda interna da microporação. A dualidade pode ser generalizada para um espaço n-dimensional e polítopos duais; em duas dimensões, estes são chamados de círculos ou polígonos duais, ou em três dimensões ou uma pluralidade de dimensões contendo vértices, arranjos, ou similares contendo tesselações, tanto isotrópicas quanto anisotrópicas.

[0366]Distância Entre Poros Adjacentes Mais Próximos: Junto com a consideração para o número e tamanho dos poros, por exemplo, microporos, a distância entre os centros dos microporos adjacentes mais próximos pode ser determinada. A distância entre os centros de quaisquer dois microporos pode ser uma função das outras considerações de projeto do arranjo. Em algumas modalidades, a distância mais curta entre o centro de quaisquer dois microporos nunca é repetida (isto é, o espaçamento de poro a poro nunca é a mesma distância exata). Este tipo de espaçamento também é um exemplo de assimetria controlada. Em algumas outras modalidades, a distância mais curta entre o centro de quaisquer dois microporos é sempre repetida (isto é, o espaçamento de poro a poro é sempre a mesma distância exata). Este tipo de espaçamento também é um exemplo de simetria controlada. Em algumas modalidades, a distância entre dois microporos é disposta aleatoriamente (isto é, o espaçamento de poro a poro é aleatório). O sistema, dessa forma, pode oferecer assimetria controlada, que é assimetria rotacional pelo menos parcial ao redor do centro do projeto ou padrão de arranjo, assimetria aleatória, que é aleatória rotacional pelo menos parcial ao redor do centro do projeto ou padrão de arranjo, e simetria controlada, que é pelo rotacional menos parcialmente em torno do centro do projeto ou padrão de arranjo, e simetria aleatória, que é rotacional pelo menos parcial aleatória ao redor do centro do projeto ou padrão de arranjo.

[0367]Em algumas modalidades, a assimetria rotacional pode se estender a pelo menos 51% dos microporos do projeto de padrão. Em algumas modalidades, a assimetria rotacional pode se estender a pelo menos 20 microporos do projeto de padrão de arranjo. Em algumas modalidades, a simetria rotacional pode se estender a pelo menos 51% dos microporos do projeto de padrão. Em algumas modalidades, a simetria rotacional pode se estender a pelo menos 20 microporos do projeto de padrão. Em algumas modalidades, o padrão aleatório rotacional pode se estender a pelo menos 51% dos microporos do projeto de padrão. Em algumas modalidades, o padrão aleatório rotacional pode se estender a pelo menos 20 microporos do projeto de padrão.

[0368]Em algumas modalidades, os 51% do padrão de abertura podem ser descritos em coordenadas polares pela equação do modelo de Vogei: φ=n*α, r=c√n., como descrito acima.

[0369]Lente de Contato Ocular / Máscara ocular Cooperativa

[0370]A lente de contato ocular / máscara ocular cooperativa (vide, por exemplo, a Fig. 27A, elemento 2700, e a Fig. 40 no Pedido US 15/942,513) pode ser flexível ou rígida, mole ou dura. Ela pode ser feita de qualquer número de diversos materiais, incluindo aqueles convencional usados como lente de contato ou máscaras oculares, tais como polímeros, tanto hidrofílicos quanto hidrofóbicos, ou gel mole ou colágeno ou materiais dissolúveis ou metais especiais. Um exemplo de lente / máscara flexível pode incluir um plástico hidrofílico (com forte afinidade pela água) maleável.

[0371]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da presente revelação podem incluir método e aparelho para tratamento da esclera e das estruturas oculares adjacentes e microporação fracionai e recondicionamento de superfície, microporação ocular a laser para rejuvenescimento ou restauração da função fisiológica do olho, e/ou alívio de disfunções ou doenças. Em várias modalidades, os arranjos podem assumir uma pluralidade de geometrias, densidades, configurações, distribuições, densidades e tamanhos de ponto e profundidades. Eles também podem ser pré-planejados e executados em vários pontos de tempo. Ele também pode penetrar a episclera, a substância escleral, ou a lâmina fosca da esclera em qualquer percentual de poração necessária. Aplicações de energia eletromagnética também podem ser apropriadas.

[0372]Pastilha personalizável de lente escleral hidrofóbica, nano, μm etc.: Em várias modalidades, uma pastilha personalizável de lente escleral hidrofóbica pode ter tamanhos variáveis medidos geralmente em milímetros, micrômetros ou nanômetros. Geralmente, ela é uma lente de contato escleral que pode conter um algoritmo personalizado gerado por computador para um tratamento a laser na esclera de um paciente. Primeiramente, é possível registrar pontos que são retratáveis e os pontos podem ter seu perfil traçado por meio da máscara ou lente. A máscara pode ser feitas de diversos materiais, inclusive um ou mais polímeros hidrofóbicos ou combinações de polímeros que são impenetráveis pelo laser. Isto pode oferecer um nível de proteção adicional para o tecido circundante que não irá ser tratado, além da tecnologia de mapeamento inteligente. Uma lente de contato central pode ser tingida para proteger a córnea da luz do microscópio e do próprio feixe de laser. Em várias modalidades, ela pode ser descartável e não reutilizável uma vez que o padrão esteja no olho. Adicionalmente, ela pode ser distribuídas em recipientes esterilizados pré-acondicionados.

[0373]Isto pode ser criado medindo-se a biometria, morfologia, anatomia, topografia, ceratotomia, espessura escleral, propriedades de material, refrações, espalhamento de luz, e outros aspectos e qualidades que podem ser importados, enviados ou de alguma outra forma transmitidos para um módulo FEM dinâmico tridimensional (3D) que pode ser uma plataforma para Olho Virtual”. O sistema da revelação pode processar a informação tanto da córnea quanto da lente e pode executar uma pluralidade de testes algorítmicos uma vez que todos os componentes ópticos e informações tenham sido inseridos. O sistema pode aplicar cenários matemáticos e físicos voltados ao aprimoramento do poder acomodativo através da manipulação da esclera, e também oferecer o perfilamento de Zernike desejável da córnea, o que produziria poder máximo acomodativo no caso de haver Correção Visual a Laser (LVC) mais planejamento acomodado. Uma vez completo, o padrão pode ser gerado, por exemplo, por ISIS (um software de visualização e mapeamento do olho para analisar e reproduzir um mapeamento visual da condição refrativa do olho e a condição refrativa da córnea, por exemplo, tanto a condição refrativa da lente quanto a condição refrativa da córnea, ou “óptica dupla”) através do Olho Virtual e há uma visualização do referido padrão. Em algumas modalidades, o ISIS pode ser um servomecanismo.

[0374]A pastilha também pode estampar coordenadas nos meridianos às 12 e 6 horas para orientação no olho por um médico. A pastilha também pode estampar uma coordenada única e diferente nos meridianos 10/2/4/7 para a orientação do quadrante de tratamento para o médico. A pastilha / lente de contato pode ser produzida por uma impressora 3D correspondente que é conectada à placa-mãe do ISIS. Uma vez completa, a lente pode ser esterilizada antes de ser colocada nos olhos do paciente.

[0375]Em algumas operações ilustrativas, inicialmente, um laser que pode ser acoplado a ou conter um rastreador ocular, em algumas modalidades, pode ser calibrado ou iniciado, e uma lente é colocada no lugar pelo médico. A pastilha pode atuar tanto como uma máscara quanto como um guia para o laser.

[0376]A construção da lente é chamada de “contato semi-escleral” (SEQ). Esta lente tem, como seu ponto inicial, uma borda de apoio da esclera na parte de 2,0 mm corneana que consiste de três curvas. A lente SEQ apresenta 10 fenestrações, que impedem que a lente fique presa. As superfícies corneanas irregulares podem ser corrigidas usando lentes de contato RGP, lentes corneanas variando de diâmetro de 8,0 mm a 12,0 mm. As lentes esclerais podem variar de diâmetro de 22,0 mm a 25,0 mm.

[0377]Para construir a lente e o encaixe final, podem-se usar fórmulas para o cálculo e a produção da lente. Para estreitar a amplitude total, pode-se começar com um conjunto de encaixe sagital de 2,70 mm estendendo-se até 4,10 mm. Diferenças no conjunto de encaixe são similares a um conjunto de encaixe para lentes RGP com um raio diferente de 0,05 mm entre um degrau normal.

[0378]O conjunto de encaixe SEQ expira com uma diferença de altura sagital de 0,1 mm. Apesar do valor DK de 90, e da fenestração em 10 vezes da lente SEQ, pode persistir um problema de alimentação de oxigênio. As lentes ajustadas em diâmetros maiores do que 12,0 mm possuem boa parte do suporte que não está se movendo, e, dessa forma, não pode ocorrer troca lacrimal.

[0379]Em algumas operações ilustrativas, 1) uma vez que o laser contém um rastreador ocular, a lente é colocada no local por um médico. A pastilha atua tanto como uma máscara quanto como um guia para o laser. 2) Este sistema guiado por pastilha é único ao laser; o padrão é colocado no olho e através da própria lente, que é perfurada durante o processo, criando um recebimento de mapa do procedimento e registrando todos os pontos pelo scanner antes e após o tratamento. 3) O ISIS retém esta informação para o olho deste paciente específico, 4) No caso de um retratamento ser necessário. Todas as informações (topografia, etc.) são importadas novamente para o perfil do paciente para o ISIS recalcular e reconfigurar "aproximadamente" os pontos existentes para maximização adicional. 5) O ISIS calcula o COP antes e o COP prognosticável após aplicar a simulação que pode informar o paciente e o cirurgião da quantidade de COP possível para qualquer dado paciente com e sem LVC adicional. 6) O ISIS também demonstra, através do uso do olho virtual FEM, tanto as funções biomecânicas, quanto as funções ópticas, assim como uma simulação de visão em todas as distâncias. 7) O ISIS também demonstra um COP pós-operatório, AA, Refrações, mudanças no perfil de Zernike, etc., e, no segundo plano, continua a capturar todas as informações de banco de dados para produzir algoritmos futuros mais sofisticados e otimizados. 8) O ISIS também pode determinar o perfil de vários algoritmos para melhorar o entendimento do sistema óptico dual e fornecer cenários variáveis baseado na alteração da espessura escleral e em outra biometria, geometria, óptica, etc. com a idade. A utilidade disto é infinita, uma modalidade específica é que o ISIS pode gerar um mapa de tratamento relacionado à idade a partir do exame inicial do paciente através da idade de catarata. Portanto, o ISIS pode prever quantos pontos e qual padrão deverão ser usados antecipadamente de modo que possíveis áreas de retratamento sejam “predeterminadas” pelo ISIS já na primeira pastilha. Isto significa que, nas visitas subsequentes, o ISIS pode alertar o médico de quando há uma perda crítica de COP e o retratamento pode iniciar a qualquer momento (isto seria determinado pelo médico, pelo paciente e pela saída do ISIS). 9) O ISIS também pode ter uma interação audível e também pode alertar o médico durante o tratamento se houver a necessidade de intervenção, quando estiver completo, e guiar o médico em quais exames deverão ser avaliados quanto à precisão ou para maior atenção. O ISIS pode fazer recomendações ao médico, mas o médico está sob controle escolha dos programas que o ISIS irá executar; 10) o ISIS também possui uma lista de referência e também pode buscar por artigos, conhecimento e tendências recentes. 11)0 ISIS pode funcionar como um assistente de voz, por exemplo, o Apple Siri.

[0380]As características do laser, para algumas modalidades, podem incluir um Meio de Geração de Raio Laser Oftálmico Er:YAG, um laser de Er:YAG com comprimento de onda de 2,94 μm; Duração de pulso de aproximadamente 250 μseg; a taxa de repetição pode ser de 3, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 pps.

[0381]Várias curvas de absorção líquida de vários componentes teciduais podem ser importantes. A 2,94 μm, o comprimento de onda do laser pode ser o comprimento de onda mais próximo no espectro do infravermelho próximo para a absorção de pico de H20 de 3,00 μm. Isso possibilita que ele evapore de forma eficaz ο H20 do tecido (mecanismo de ablação) com pouco efeito térmico. Interação do Tecido com o Laser a 2,94 μm: 2.94μm pode ser um comprimento de onda excelente para a ablação do tecido; 10 a 20 X melhor absorvido pela água do que o CO2 a 10,6μm; 3 X melhor absorvido pela água do que o Er:YSGG a 2,79μm; limiar de ablação para a pastilha a 2,94μm de aproximadamente 1 J/cm2 A ablação ocorre instantaneamente e pode ser apenas um efeito de superfície. Isto possibilita uma ablação bastante precisa com pouco dano colateral ao tecido.

[0382]As aplicações para sistemas oftálmicos de Er:YAG podem incluir um 510K amplo para excisão, incisão, evaporização do tecido mole ocular, portanto, a expansão do uso é inevitável após sua adoção, inclusive na: cirurgia do pterígio; cirurgia de glaucoma; aprisionamento da cabeça do nervo ocular (esclera posterior); capsulotomia intraocular; cirurgia do tecido mole extraocular; AMD; dentre outros.

[0383]Métodos e aparelhos para tratamento da esclera e das estruturas oculares adjacentes e microporação fracionai e recondicionamento de superfície também são contemplados.

[0384]Como descrito aqui, um sistema e método para realizar o recondicionamento de superfície fracionai de uma área alvo de um olho, por exemplo, a esclera, usando radiação eletromagnética, são proporcionados. Uma radiação eletromagnética é gerada por uma fonte de radiação eletromagnética. A radiação eletromagnética é causada para ser aplicada a uma parte específica de uma área alvo do olho, de preferência a esclera. A radiação eletromagnética pode ser impedida de afetar outra parte da área alvo do olho por uma máscara ou lente escleral. Como alternativa, a radiação eletromagnética pode ser aplicada a partes da área alvo da esclera que não a parte específica.

[0385]Adicionalmente descrito aqui é um método para modificar tecido com um feixe de laser quase-contínuo para modificar as propriedades ópticas do olho, o qual compreende ajustar de maneira controlável a densidade de potência volumétrica do feixe e selecionar um comprimento de onda desejado para o feixe. A modificação do tecido pode ser realizada através da focalização do feixe em um ponto inicial pré-selecionado no tecido, em seguida movendo o ponto focal do feixe de uma maneira predeterminada em relação ao ponto inicial por todo um volume especificado do tecido ou ao longo de um caminho especificado no tecido. Dependendo da densidade de potência volumétrica selecionada, o tecido no qual o ponto focal é incidente pode ser modificado tanto por fotoablação quanto por uma alteração nas propriedades viscoelásticas do tecido.

Sistema de Laser Oftálmico

[0386]Em várias modalidades, um sistema de laser oftálmico da presente revelação pode incluir um sistema de distribuição de feixe de laser e um rastreador ocular que atua em resposta ao movimento do olho operável com o sistema de distribuição de feixe de laser para realizar a ablação do material escleral do olho tanto anterior e/ou quanto posterior através da colocação do jato de feixe de laser em uma área selecionada da esclera do olho. Os jatos são disparados em uma sequência e padrão de modo que nenhum jato de laser seja disparado em localizações consecutivas e nenhum jato consecutivo se sobreponha. O padrão é movido em resposta ao movimento do olho. Uma vez que a esclera do olho está “fora do eixo”, o mecanismo de varredura é original pelo fato de que não opera por fixação do feixe sobre o eixo visual do olho. Referindo-se à Fig. 20 e às Figs. 20A a 20D no Pedido US 15/942,513, em vez disso, o mecanismo de varredura “fora do eixo” pode incluir um sistema de ancoragem de olho utilizando espelho goniométrico ou sistema de guia para realizar a ablação dos quadrantes opostos da esclera fora do eixo visual. Um sistema de realimentação em malha fechada encontra-se no local internamente ao scanner e também entre o sistema de ancoragem de olho e no scanner na forma de um mecanismo de sensor magnético que, além de travar o cabeçote de laser para o sistema de ancoragem de olho, em virtude do posicionamento de biorrealimentação do olho, aciona o rastreamento ocular assim como a distribuição do feixe.

[0387]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir meios para selecionar e controlar o formato e tamanho da área irradiada por cada pulso de energia de laser sem variar a densidade energética do feixe. Ao variar o tamanho da área irradiada entre os pulsos, algumas regiões da superfície podem sofrer mais desgaste do que outras, e, dessa forma, a superfície pode ser reperfilada. O método e sistema são adequados, entre outras coisas, para remover úlceras corneanas e reperfilar a córnea para remover erros refrativos e também para o reperfilamento dos elementos ópticos. Em algumas modalidades, o feixe a partir do laser pode entrar em um sistema óptico alojado em um braço articulado e terminar em uma ocular possuindo uma ventosa para fixação junto a um olho. O sistema óptico pode incluir uma disposição de formação de feixe para corrigir uma seção transversal de feixe assimétrica, um primeiro telescópio de retransmissão, um sistema de controle dimensional de feixe e um segundo telescópio de retransmissão. O sistema de controle de dimensão de feixe pode ter um batente com uma janela conformada ou uma parte de batente conformada e móvel axialmente ao longo de uma parte de feixe convergente ou divergente. Um sistema de controle de dimensão de feixe alternativo possui um batente com uma janela conformada e posicionado entre sistemas de zoom acoplados. Espelhos, fendas ajustáveis e sistemas refrativos também podem ser utilizados. O laser pode preferencialmente ser um laser de Er:YAG em algumas modalidades. O sistema pode incluir um dispositivo de medição para medir o perfil de superfície, e um sistema de controle de realimentação para controlar a operação do laser de acordo com os perfis medidos e desejados.

[0388]Em algumas modalidades, o método, aparelho e sistema para intervenções a laser de precisão controladas por modelo aqui descritos melhoram a faixa de velocidade de precisão, a confiabilidade, versatilidade, segurança e eficácia das intervenções, tal como microcirurgia a laser, especialmente cirurgia oftálmica, inclusive a capacidade de realizar tal cirurgia a laser fora do eixo visual. A Fig. 19 no Pedido US 15/942,513 ilustra um diagrama ilustrativo de instrumentos e sistemas, de acordo com algumas modalidades da presente revelação, que são aplicáveis a essas especialidades nas quais a precisão de posicionamento do tratamento a laser é crítica, sempre que a contenção precisa da extensão espacial do tratamento a laser for desejável e/ou sempre que operações precisas em um alvo ou série de alvos sujeitos ao movimento durante o procedimento precisarem ser efetuadas. O sistema, portanto, pode incluir os seguintes componentes-chaves: 1) uma interface do usuário, consistindo de um monitor de vídeo, microprocessador e controles, interface GUI, 2) um sistema de geração de imagens, que pode incluir um microscópio de vídeo cirúrgico com capacidade de ampliação (zoom), 3) um sistema automatizado de aquisição e rastreamento de alvo 3D que pode seguir os movimentos do tecido em questão, por exemplo, o olho, durante a operação, possibilitando assim que o cirurgião predetermine seu padrão de disparo baseando-se em uma imagem que é estabilizada automaticamente ao longo do tempo, 4) um laser, com o qual se pode focalizar de modo que somente os tratamentos precisos descritos pela interface do usuário sejam efetuados, 5) um sistema de diagnóstico incorporando um mapeamento e topografia, dados numéricos, dados matemáticos, dados geométricos, dados de imagens, para medição de superfície precisa e formas 3D antes, durante e após um procedimento, as referidas medições sendo executadas online dentro de escalas de tempo que não se restringem aos tempos de resposta humanos, e podendo ser em tempo real, e 6) meios de segurança confiáveis e rápidos, pelos quais o disparo do laser é interrompido automaticamente, caso surjam quaisquer condições que justifiquem tal interrupção do procedimento, por exemplo, uma questão de segurança.

[0389]As Figs. 20(E-G) no Pedido US 15/942,513 ilustram adicionalmente as características fora do eixo do sistema de laser, de acordo com algumas modalidades da presente revelação. Como ilustrado, Beta (β) é o eixo visual em todos os casos e Alfa (a) é o ângulo entre o eixo visual e o eixo de tratamento. O eixo de simetria rotacional é o eixo vertical. As áreas de tratamento para o laser, de preferência, não são encobertas pelas pálpebras e por outros aspectos do paciente. O eixo de fixação do olho e o eixo do feixe de laser possuem uma relação angular fixa de modo a expor poros em zonas de tratamento definidas. A distribuição do feixe de laser pode ser rotacionada em torno do eixo vertical, β. Em algumas modalidades, os elementos-chaves podem incluir: o feixe de laser e a área de varredura (por exemplo, OCT) estão na mesma linha central, e a área de varredura e o comprimento focal são correlacionados ao tamanho do ponto de laser e ao comprimento focal. A câmera está localizada logo fora da linha central do laser. O ponto de fixação do olho pode ser uma relação angular pré-estabelecida para o feixe de distribuição de laser 180° a partir do feixe de distribuição de laser em torno de β.

[0390]A Fig. 20I no Pedido US 15/942,513 ilustra outra varredura fora do eixo ilustrativa, de acordo com algumas modalidades da presente revelação. Como ilustrado, o tratamento pode ser angular.

[0391]Em algumas modalidades, o sistema pode ser usado no diagnóstico e análise oftálmica e para suporte à cirurgia oftálmica e pode incluir meios de mapeamento 3D-7D para detectar localizações, formas e características no olho de um paciente em três dimensões, e para gerar dados e sinais representando tais localizações, formas e características, meios de exibição recebendo sinais a partir dos meios de mapeamento 3D-7D, para apresentar, a um usuário, imagens representativas das referidas localizações, formas e características do olho, em localizações almejadas incluindo meios de controle de exibição para possibilitar que um usuário selecione a localização alvo e exiba uma seção transversal de partes do olho em tempo real tanto durante a ablação quanto após cada pulso de laser, meios de análise de posição associados com e recebendo sinais a partir dos meios de mapeamento tridimensional, para reconhecer a ocorrência de alterações da posição dos elementos do olho, meios de rastreamento de alvo associados aos meios de análise de posição, para buscar uma característica do tecido alvo e encontrar a nova posição da referidas características após tal alteração de posição, e para gerar um sinal indicativo da nova posição, e meios de posicionamento de rastreamento para receber o referido sinal a partir dos meios de rastreamento de alvo e para executar uma alteração na mira dos meios de mapeamento tridimensional para a nova posição da referida característica do tecido alvo, para, dessa forma, seguir a característica e estabilizar as imagens nos meios de exibição.

[0392]Os meios de exibição descritos em várias modalidades da presente revelação podem ser um monitor de vídeo, e adicionalmente incluindo um microscópio cirúrgico ou monitor digital ou meios de dispositivo inteligente direcionados ao olho do paciente, para obter imagens microscópicas de vídeo em tempo real de áreas alvo do tecido ocular e para alimentar informações de imagem de vídeo para os meios de monitor de vídeo para fazer com que tais imagens microscópicas de vídeo sejam exibidas, auxiliando o usuário no diagnóstico e análise, possibilitando a exibição de diferentes seções transversais do tecido do paciente conforme selecionado pelo usuário em tempo real.

[0393]Os meios de posicionamento de rastreamento podem incluir um espelho giratório sob controle automática, controle robótico, controle por bluetooth, e o sistema pode incluir um conjunto de lente objetiva associado aos meios de mapeamento e possuindo uma lente de focalização final, com o espelho giratório posicionado dentro do conjunto de lente objetiva e móvel com respeito à lente de focalização final em uma modalidade.

[0394]Em algumas modalidades, o sistema pode incluir uma fonte pulsada a laser para produzir um feixe de laser de luz infravermelho ou de infravermelho próximo possuindo uma potência capaz de efetuar um tipo de cirurgia desejado em um olho, meios de controle de disparo de laser para possibilitar que um cirurgião / usuário controle a mira, profundidade e temporização do disparo do laser para efetuar a cirurgia desejada, meios de mapeamento 3D-7D direcionados ao olho de um paciente, para obter dados representando a localização e formatos das características no e dentro do olho, meios de microprocessador para receber dados a partir dos meios de mapeamento tridimensionais e para converter os dados para um formato apresentável em uma tela e úteis para o cirurgião / usuário localizar precisamente características do olho e a mira e profundidade do feixe de laser dentro dessas características, e meios de exibição para exibir imagens geradas por microprocessador representando a topografia do olho e a mira e profundidade do feixe de laser antes e o próximo pulso do laser é disparo para o cirurgião / usuário na preparação para e durante a cirurgia, com meios de controle de exibição para possibilitar que o cirurgião / usuário selecione áreas do olho para exibição, inclusive imagens de seções transversais de partes do olho.

[0395]A fonte de potência de laser de luz pulsada de infravermelho ou infravermelho próximo, de livre curso ou contínua ou com Chaveamento Q, pode gerar um feixe de laser capaz de efetuar a cirurgia a laser desejada no tecido do paciente, inclusive dentro do tecido transparente do paciente. O sistema pode incluir um meio de caminho óptico para receber o feixe de laser e redirecionar o feixe de laser e focalizá-lo à medida que apropriado em direção a um alvo desejado no tecido a ser operado.

[0396]O sistema pode incluir um invólucro de laser posicionado para interceptar e direcionar o meio de caminho óptico, para obter imagens do dito alvo ao longo do meio de caminho óptico e para alimentar informações de imagem de vídeo aos meios de exibição de vídeo, e rastreamento para rastrear os movimentos do tecido em questão no qual o sistema é direcionado sem lesionar o tecido em questão antes de o próximo pulso do laser ser disparado e desviar o caminho óptico consequentemente antes de o próximo pulso do laser ser disparado, de modo que as informações e imagens geradas pelos meios de mapeamento tridimensional e pelos meios de microscópio cirúrgico, bem como o direcionamento e a posição do feixe de laser, sigam as alterações na posição do tecido. Cada quadro de imagem obtido, e informação, é enviado ao monitor de vídeo após cada disparo dentro do microporo 3D-7D antes e após o disparo do laser em tempo real dinâmico e visualização de superfície. A GUI pode incluir um sistema de vistas múltiplas integrado em 7 direcionalidades para captura de imagem, incluindo: superfície, poro interno, poro externo, parte inferior do microporo, visão do globo ocular inteiro, área de arranjo alvo.

[0397]Em algumas modalidades, o cubo-7 pode ser a projeção preferida para o microprocessador, mas existem outros exemplos na forma de esfera dimensional, espaço, podendo ser integrados na GUI e no microprocessador. As projeções ortogonais podem incluir exemplos ilustrados na Fig. 8 no Pedido US N⍛ 15/942,513.

[0398]O sistema pode incluir escalonamento multidimensional, análise discriminante linear e processamento de redução de dimensionalidade linear, bem como incorporação localmente linear e mapas isométricos (ISOMAP). Métodos de redução de dimensionalidade não-linear também podem ser incluídos.

[0399]Em algumas modalidades, o sistema pode possibilitar uma conversão 1 D, 2D, 3D ou 4D, e até 7D das imagens topológicas ou fibrações. A fibração é uma generalização da noção de um feixe de fibras. Um feixe de fibras torna precisa a ideia de um espaço topológico, chamado de fibra, ser “parametrizado” por outro espaço topológico, chamado de base. Uma fibração é como um feixe de fibras, exceto que as fibras não precisam ser o mesmo espaço, nem homeomórficas; em vez disso, elas são apenas equivalentes homotópicos. Quando a fibração é equivalente às propriedades técnicas do espaço topológico em espaços de esfera de 3, 4, 5, 6 e 7 dimensões, um mapeamento contínuo p : E → B satisfazendo a propriedade do levantamento de homotopia com respeito a qualquer espaço. Os feixes de fibras (sobre bases paracompactas) constituem exemplos importantes. Na teoria da homotopia, qualquer mapeamento é “tão bom quanto” uma fibração - isto é, qualquer mapa pode ser decomposto como uma equivalência de homotopia para um “espaço de caminho de mapeamento” seguido por uma fibração em fibras de homotopia.

[0400]Uma estação de trabalho de laser pode ser equipada com três eixos programáveis (X, Y, Z; podendo ser expandido a 5 eixos), possui uma máquina de mesa rotativa automática, eixo X, Y, Z programáveis, e uma mesa rotativa de 2 estações. Ela pode incluir uma Interface Homem-Máquina (HMI) com nível de acesso de segurança do usuário, diagnóstico e registro de dados para processos validados e operação amigável ao usuário, assim como um módulo classificador adaptável para modulação de pulso única, em que: diâmetro de poro: 0,1 μm a 1000pm; profundidade máx. de perfuração de 0,1μm a 2000pm; Tolerâncias de poro: >± 1 a 20 μm

[0401]Aspectos operacionais também podem incluir conexão de computador em rede, operações por iPad, operações por joystick, operações por tela de toque, operações por iPhone, operações remotas ou Bluetooth, operações integradas de câmera digital, operações integradas de vídeo, entre outras.

SISTEMA E MÉTODOS PARA DISTRIBUIÇÃO DE FÁRMACO OCULAR ASSISTIDA A LASER

[0402]Em algumas modalidades, os sistemas descritos, métodos e dispositivos da presente revelação podem ser usados para distribuição de fármaco ocular assistida a laser, tais como métodos e aparelhos para tratamento fototerapêutico, por exemplo, por ablação, coagulação e/ou modulação fototerapêutica de um tecido alvo, por exemplo, tecido escleral e outros tecidos intraoculares, tal como a coroide, o espaço subcoroidal, a neuroretina, ou outros. É revelado um método para criar uma superfície de permeação inicial (A) em uma membrana biológica (1), compreendendo: a) criar uma pluralidade de microporos individuais (2 i) na membrana biológica (1), cada microporo individual (2 i) possuindo uma superfície de permeação individual (Ai); e b) criar tal número de microporos individuais (2 i) e de tais formatos, que a superfície de permeação inicial (A), que é a soma das superfícies de permeação individuais (Ai) de todos os microporos individuais (2 i), tendo um valor desejado. Um microporador realizando o método também é revelado. A superfície biológica pode ser um olho neste caso. No caso do olho: irradiar a área da esclera de modo que o agente terapêutico passe através da área aberta criada pela radiação a laser e, dessa forma, seja distribuído para os tecidos salvo intraoculares no globo anterior ou posterior, tal como a coroide, neuroretina, epitélio retinal, úvea, humor vítreo ou humor aquoso.

[0403]O Pedido US 15/942,513, incorporado aqui, revela modalidades adicionais dos sistemas, dispositivos e métodos de distribuição de fármaco que também podem ser aplicadas e/ou configuradas para uso com o sistema da presente revelação.

[0404]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da presente revelação podem ser usados para, mas sem a isto se limitar, a distribuição de fármacos, nutracêuticos, extrato de semente de uva, células-troncos, proteínas ricas em plasma, matrizes poliméricas inteligentes ativadas por luz, e metaloproteinases de matriz. As Figs. 20P-1 a 20P-3 no Pedido US 15/942,513 ilustram, em algumas modalidades, os alvos ilustrativos para distribuição de fármaco e nutracêutico ao plexo coroide.

[0405]O sistema de distribuição de fármaco pode ser usado dentro do estado pré-operatório / perioperatório / pós-operatório para qualquer distribuição de fármaco necessária para uma pluralidade de cirurgias oftálmicas para uso profilático ou pós-operatório.

[0406]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir uma estação de ancoragem de olho conforme descrito, por exemplo, nas Figs. 20, 20A a 20B no Pedido US 15/942,513. A estação de ancoragem de olho pode ser posicionada acima do olho durante uma operação médica. A estação de ancoragem de olho pode fornecer uma visualização dos quatro quadrantes.

[0407]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir um protetor de bocal como descrito nas Figs. 21A a 21B no Pedido US 15/942,513. Em algumas operações ilustrativas, o protetor de bocal pode ser conectado a um bocal.

[0408]Em algumas modalidades, o sistema de laser pode incluir uma estação de trabalho como descrito nas Figs. 21A a 21B no Pedido US 15/942,513. A estação de trabalho pode incluir o método, aparelho e sistema para intervenções a laser de precisão controladas por modelo como descrito acima. A estação de trabalho pode incluir uma interface GUI, um braço articulado, uma unidade de invólucro de laser, uma câmera de vídeo CCD, um scanner com galvos capaz de varredura fora do eixo, feixe-guia, meios de mapeamento tridimensional, pelo menos um microprocessador acoplado comunicativamente, fonte de alimentação, e os meios de exibição incluem meios para apresentar imagens ao cirurgião / usuário indicando a localização atual precisa da mira do laser e a profundidade em visualizações geradas por computador que compreendem geralmente uma vista plana e vistas em seção transversal do olho representando características do olho em diferentes profundidades, um sistema de geração de imagem conectado aos meios de exibição de vídeo, incluindo meios de mapeamento de três a sete dimensões para gerar, ler e interpretar dados para obter informações a respeito da localização em sete dimensões de características significativas do tecido a ser operado, e incluindo meios de microprocessador para interpretar os dados e apresentar os dados aos meios de exibição de vídeo em um formato útil ao cirurgião / usuário, e ser equipado com três eixos programáveis (X, Y, Z; pode ser expandido até 5 eixos) possui uma máquina de mesa rotativa automática, eixos X, Y, Z programáveis e uma mesa rotativa de 2 estações inclui uma Interface Homem-Máquina (HMI) com acesso de segurança ao usuário. Detalhes adicionais da estação de trabalho são descritos no Pedido US 15/942,513 e incorporados aqui.

[0409]Em certas modalidades, os requisitos físicos do sistema descrito aqui podem ser incorporados em uma unidade de estação de trabalho do tipo “Carrinho” com rodas traváveis e braço contrabalançado / articulado para impedir que o carrinho se incline durante o uso ou transporte (vide, por exemplo, as Figs. 24 e 26-5 do Pedido US N⍛ 15/942,513). Os acessórios podem incluir: Inserto aplicador (peça descartável): Uma peça descartável para coletar tecido que sofreu ablação que estabelece uma interface higiênica entre o dispositivo e o tecido. Cápsula ocular (opcional): O aplicador pode ser reutilizável, fácil de limpar, biocompatível e esterilizável. Pedal: Operação por pedal para distribuição de laser padrão.

Controle de Profundidade

[0410]Na maioria dos tecidos, a progressão da doença é acompanhada por alterações nas propriedades mecânicas. A reologia “speckle” a laser (LSR) é uma técnica nova que desenvolvemos para medir as propriedades mecânicas do tecido. Ao iluminar a amostra com luz de laser coerente e calcular as modulações de intensidade de “speckle” a partir dos padrões de speckle do laser refletido, a LSR calcula T, a constante de tempo de decaimento de descorrelação de intensidade que está estreitamente associada às propriedades mecânicas do tecido. O uso da tecnologia LSR pode ser validado medindo-se as propriedades mecânicas do tecido. As medições LSR de τ são realizadas em uma variedade de amostras de tecido e "fantasmas" e comparadas com o módulo de cisalhamento complexo G*, medido com o uso de um reômetro. Em todos os casos, observa-se forte correlação entre τ e G* (r=0,95, p<0,002). Esses resultados demonstram a eficácia da LSR como uma tecnologia não-invasiva e sem contato para avaliação mecânica de amostras biológicas.

[0411]Sabe-se que a progressão das principais doenças causadoras de mortes, como o câncer e a aterosclerose, e várias outras doenças debilitantes, inclusive a doença neurodegenerativa e a osteoartrite, é acompanhada de alterações nas propriedades mecânicas do tecido. Evidências mais disponíveis sobre a significância das propriedades biomecânicas na avaliação da doença podem ser obtidas usando testes mecânicos convencionais, ex vivo, que envolvem deformar, estirar ou manipular a amostra. Para lidar com a necessidade de caracterização mecânica in situ, um novo instrumento óptico pode incluir uma LSR.

[0412]Quando uma amostra turva, tal como um tecido, é iluminada por um feixe de laser coerente, os raios interagem com as partículas do tecido e se propagam por caminhos de diferentes comprimentos devido a múltiplas dispersões. A autointerferência da luz de retorno cria um padrão de manchas claras e escuras, conhecido como “speckle” (espalhamento especular) do laser. Devido ao movimento térmico Browniano das partículas de espalhamento, as trajetórias de luz podem mudar constantemente, e o padrão de “speckle” flutua com as escalas de tempo correspondendo às propriedades mecânicas do meio circundando os centros de espalhamento.

[0413]Malhas de biorrealimentação abertas podem ser usadas em várias modalidades durante procedimentos intraoperatórios usando um cromóforo e outros processos de biorrealimentação. Nas modalidades do cromóforo, a saturação da cor pode ser medida com sensibilidade para níveis de precisão de micron para determinar tecidos corretos e incorretos para procedimentos cirúrgicos. Decisões de pulso podem ser feitas com base em vários níveis de saturação de cor predefinidos. Isto contraste com os sistemas atuais, que podem usar cor ou outras métricas apenas para biorrealimentação ao equipamento de geração de imagem, e não aos dispositivos reais de aplicação de laser que estão aplicando tratamentos. De maneira similar, a exclusão anatômica de subsuperfície para calibração de profundidade preditiva pode usar ferramentas para determinar o cálculo de profundidade em tempo real para determinar o quão próximo a extração ou outros procedimentos de tratamento estão de estarem completos, mantendo ainda ao mesmo tempo o monitoramento ativo de estruturas anatômicas indesejáveis e imprevistas. Como tal, o hidromonitoramento, ou monitoramento de outras características, é diferente dos sistemas mais antigos que podem monitorar os níveis de superfície para reflexão, mas são incapazes de medir a profundidade de forma eficaz em um tecido ou em outra substância biológica.

[0414]A LSR explora este conceito e analisa a descorrelação de intensidade dos raios retroespalhados para produzir uma estimativa da biomecânica do tecido. Para tanto, a LSR calcula a função de descorrelação de intensidade da série de speckle, g2(t), e extrai sua constante de tempo de decaimento, t, como uma medida das propriedades biomecânicas.

Bancada de Reologia de Speckle do Laser

[0415]Em algumas operações ilustrativas, as propriedades mecânicas em massa do tecido e dos substratos são medidas usando uma estrutura LSR de bancada. Esta estrutura inclui um laser de uma pluralidade de comprimentos de laser de coerência seguido por um polarizador linear e um expansor de feixe. Uma lente de comprimento focal e um espelho plano são usados para focalizar o ponto de iluminação no local do tecido alvo. Padrões de speckle do laser são sintetizados em imagem usando uma câmera CMOS de alta velocidade. Detalhes adicionais das medições de LSR são descritos no Pedido US 15/942,513 e incorporados aqui.

[0416]Os sistemas e métodos aqui podem ser usados para medir o comprimento de caminho diferencial dos fótons em um meio espalhador utilizando as características de absorção espectral da água. A determinação deste comprimento de caminho diferencial é um pré-requisito para quantificar as alterações de concentração do cromóforo medidas por espectrometria de infravermelho próximo (NIRS). A quantificação das medições de concentração de cromóforo no tecido é usada para quantificar a profundidade das taxas de ablação produzidas por absorção de água e as medições resolvidas no tempo através de várias camadas de tecido escleral, na medida em que se relaciona à taxa de ablação da absorção, largura de pulso e energia do feixe de laser. A quantificação das medições de concentração de cromóforo do tecido é adicionalmente descrita no Pedido US N⍛ 15/942,513 e incorporada aqui.

[0417]Modalidades adicionais aqui podem incluir o uso de uma estrutura de sonda que foi ajustada em múltiplas pares fonte-detector de modo que possa empregar uma fonte de luz branca para obter espectros contínuos de absorção e coeficientes de espalhamento reduzidos. As vantagens desta sonda de separação multi-fonte-detector são adicionalmente descritas no Pedido US N⍛ 15/942,513 e incorporadas aqui.

[0418]Em algumas modalidades, o sistema de laser da presente revelação também pode incluir uma plataforma de geração de imagem multicamadas ilustrativa. A plataforma pode incluir: HL — Lâmpada de halogênio; MS — Sistema de Espelhos DD — Acionador digital; L2 — Lente de projeção; L3 — lente de câmera; LCTF — filtro ajustável de cristal líquido; e CCD VC — Câmera de Vídeo CCD, ou outra câmera de vídeo adequada. Outras câmeras adequadas podem ser usadas. Detalhes adicionais de uma plataforma de geração de imagem multicamada são descritos no Pedido US 15/942,513 e incorporados aqui.

[0419]Uso da fluorescência: a espectroscopia de fluorescência é uma ferramenta usada para diferenciar tecidos almejados e não-almejados com base no perfil espectral de emissão a partir de fluoróforos endógenos. O sistema de laser pode incluir espectroscopia de fluorescência baseadas em ferramentas em tempo real para a discriminação de vários componentes do tecido conjuntivo nesta modalidade do tecido conjuntivo escleral do olho a partir do tecido não-almejado adjacente. Este sistema de exclusão anatômica pode ser reiterado usando geração de imagem em tempo real, por exemplo, sensores de imagem OCT, bem como sensores de cromóforo (água, cor, etc.) ou espectroscopia sem fluorescência.

[0420]Os sistemas da presente revelação podem incluir um sensor de biorrealimentação, um scanner incluindo um galvanômetro e uma câmera que fornece biorrealimentação que é usada para distinguir tecidos almejados e não-almejados além das transições dentro dos tecidos de um cromóforo para o próximo, na forma de uma malha de biorrealimentação sensível. Tais transições são relativamente energéticas, e, por conseguinte, são associadas à absorção de comprimentos de onda ultravioleta, visível e de infravermelho próximo. Por outro lado, os sistemas atualmente conhecidos na técnica utilizam realimentação facilitada por imagem simples para o módulo de laser que é revelado. Uma vez muitas moléculas biológicas podem absorver luz por meio de transições eletrônicas, a detecção e monitoramento das mesmas podem ser capacidades de geração de imagem genéricas úteis.

[0421]Deve-se observar que a detecção e monitoramento do cromóforo, que é o uso das diferenças de cor baseado na absorção de luz inerente por diferentes materiais como uma forma de detectar e monitorar e determinar limites dentro de um tecido, é um aprimoramento vantajoso.

[0422]Em algumas operações ilustrativas, as simulações de tratamento de zona podem ser realizadas, incluindo: modelo de linha de base com rigidez de esclera e fixidez da conexão alterada nas zonas individuais completas: combinações de zonas tratadas (com e sem mudança de conexão): por exemplo, individualmente: 0, 1,2, 3, 4; combinado: 1+2+3, 1+2+3+4, 0+1+2+3+4; rigidez efetiva: módulo de elasticidade (E) = 1,61 MPa, equivalente a ~30 anos de idade; conexão frouxa entre a esclera e o ciliar/coroide, onde os valores no modelo de acomodação originais são usados.

[0423]O efeito do tratamento da zona sobre a deformação ciliar na acomodação pode incluir rigidez da esclera, rigidez da esclera + conexão.

[0424]Em algumas modalidades, diferentes formatos da região de tratamento podem ser aplicados a um quadrante da esclera com referência à simulação de linha de base de múltiplas (por exemplo, 3 ou 5) zonas críticas: modelo original de acomodação saudável com esclera “antiga”: esclera inicial rígida: módulo de elasticidade (E) = 2.85 MPa, equivalente a ~50 anos de idade; conexão firme entre a esclera o ciliar/coroide, todos os outros parâmetros mudaram (ativação ciliar, rigidez dos outros componentes, etc.).

[0425]Em algumas operações ilustrativas, as simulações de tratamento de formato podem incluir: modelo de linha de base com rigidez da esclera “tratada” regionalmente: formatos de área diferentes tratados (sem mudança de conexão) → rigidez tratada: módulo de elasticidade (E) = 1.61 MPa, equivalente a ~30 anos de idade; a rigidez efetiva em cada zona pode ser determinada pela quantidade da área de formato em cada zona e pelos valores no modelo de acomodação original.

[0426]O efeito do tratamento de formato sobre a deformação ciliar na acomodação pode incluir somente rigidez da esclera.

[0427]A rigidez tratada pode depender da: fração de volume de poros na região tratada → % de volume da esclera removido por tratamento; fração de volume de poros é variada alterando-se os parâmetros dos poros de ablação; dentre outros. Rigidez resultante estimada como mistura em microescala: os poros que se presumem estar espaçados/dimensionados uniformemente paralelos dentro do volume = fração de volume (% do volume total da esclera); volume restante é a esclera “velha” (E = 2.85 MPa); necessidade de remover ~43.5% do volume para alterar a rigidez da esclera na área tratada de velha (por exemplo, 50 anos de idade) para jovem (por exemplo, 30 anos de idade); protocolos (combinações de % de densidade & profundidade) permitem uma fração de volume máxima de 13,7%, equivalente a uma nova rigidez de 2.46 MPa; tamanho de arranjo = comprimento lateral da área de tratamento quadrada (mm).

[0428]Em algumas modalidades, os parâmetros considerados incluem os ilustrados nas Figs. 26-3A, 26-3A1, 26-3A2 e 36 no Pedido US 15/942,513.

[0429]Os seguintes parâmetros são considerados e ilustrados na Fig. 107.

[0430]Área de superfície tratada = área de superfície da esclera onde o tratamento é aplicado (mm⌃2), onde a área de superfície tratada = arranjo elevado ao quadrado.

[0431]Espessura = espessura da esclera na área tratada (mm), assumida como uniforme,

[0432]Volume tratado = volume da esclera onde o tratamento é aplicado (mm⌃2) volume tratado = área de superfície tratada * espessura = arranjo2 * espessura.

[0433]% de Densidade = percentual da área de superfície tratada ocupada por poros (%).

[0434]Tamanho de ponto = área de superfície de um poro (mm⌃2).

[0435]# poros = número de poros na região tratada.

[0436]# poros = (% de densidade * área de superfície tratada)/(tamanho de ponto * 100) = (% de densidade % * [arranjo]↑2)/(tamanho de ponto * 100)
*arredondado para o número inteiro mais próximo.

[0437] Área de superfície de poros total = área total dentro da área de superfície total ocupada pelos poros

[0438]Profundidade = profundidade de um poro (mm); dependente do parâmetro pulso por poro (ppp).

[0439]% de profundidade = percentual da espessura estendida para dentro pelo poro.

[0440]Volume de poros total = área total dentro da área de superfície tratada ocupada pelos poros

[0441]Fração de volume = percentual do volume tratado ocupado por poros (%), isto é, percentual do volume da esclera removido pelo laser.

[0442]As relações entre os parâmetros de tratamento incluem: parâmetros de entrada do tratamento a laser; propriedades da esclera; entrada para calcular nova rigidez.

[0443]Calculando nova espessura da esclera na região tratada.

[0444]Fração de volume = percentual do volume tratado ocupado por poros (%), isto é, percentual do volume da esclera removido pelo laser.

[0445]Rigidez = módulo de elasticidade da esclera antes do tratamento (MPa).

[0446]Rigidez tratada = módulo de elasticidade da esclera após o tratamento (MPa); estimada a partir do modelo de mistura em microescala.

[0447]Parâmetros de entrada do tratamento a laser: propriedades da esclera, entrada para calcular nova entrada de rigidez para modelo de elementos finitos das zonas tratadas, efeito da fração de volume sobre a deformação ciliar na acomodação: somente rigidez da esclera, região de zona total tratada (fração de região = 1).

[0448]Protocolos = gama de combinações possíveis de % de densidade e profundidade, esclera em todas as zonas mudou para rigidez tratada correspondendo à fração de volume de poro.

[0449]Efeito da fração de volume sobre a deformação ciliar na acomodação: rigidez da esclera + conexão, região de zona total tratada (fração de região =1 ), saudável = resultados do modelo de acomodação original.

[0450]Protocolos = gama de combinações possíveis de % de densidade e profundidade, esclera em todas as zonas mudou para rigidez tratada correspondendo à fração de volume de poro sobre a deformação ciliar na acomodação: rigidez da esclera + formato da área de tratamento.

[0451]Protocolos = gama de combinações possíveis de % de densidade e profundidade, esclera em todas as zonas mudou para rigidez tratada correspondendo à fração de volume de poro e fração de região da área tratada.

[0452]Cálculo de J/cm2: J/cm2 x Hz (1/seg) x Tamanho de poro (cm2) = W; J/cm2 = W /Hz/ tamanho de poro. Exemplo: o ponto é na verdade um "quadrado", portanto, a área seria baseada no cálculo de quadrado: 7,2 J/cm2 = 1,1 w/ 300 Hz / (225 μm 10-4) 2

[0453]Os fatores que podem afetar o % de profundidade de ablação em olhos vivos na cirurgia incluem: teor de umidade na superfície e dentro do tecido, cápsula de Tenon ou camada da conjuntiva, ângulo de disparo do laser, dano térmico, podem considerar aspersão d’água, criopulverização/gotas oculares regrigeradas, cartucho de hidrogel criogênico no sistema de laser descartável (medicações perioperatórios, tais como antibióticos/esteroides).

[0454]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem adicionalmente incluir os seguintes aspectos.

[0455]Densidade de microporo ajustável: O controle de dose e inflamação poderia ser alcançado graças a um número variável de microporos criado por área de aplicação.Tamanho de microporo ajustável; padronização de dose e flexível da microporação. Perfil térmico de microporo ajustável: o sistema pode criar microporos com perfis térmicos ajustáveis que minimizam a criação de uma zona de coagulação. Profundidade ajustável com reconhecimento de profundidade: o sistema cria microporos de uma maneira controlada e impede o reconhecimento anatômico de ablação profundo demais para evitar vasos sanguíneos. Nível de segurança do laser: o dispositivo é um dispositivo de Laser Classe 1c, o sistema detecta o contato do olho e a cápsula do olho cobre a córnea, evacuação e filtração de fumaça integradas; a ablação fracionai pode ser realizada sem qualquer necessidade extra de instalação de um sistema de evacuação de fumaça, uma vez que a fumaça, o vapor e as partículas de tecido serão sugadas para fora diretamente por sistemas integrados. O sistema de laser terá uma câmera de vídeo em tempo real integrada (por exemplo, uma endocâmera, câmera CCS) com malha de biorrealimentação para o sistema de guiamento do laser integrado com exibição GUI para controle de profundidade / controle de limite.

[0456]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem proporcionar: Malha de biorrealimentação do sistema de laser integrando reconhecimento de cromóforo de mudança de cor usando o teor de melanina (integração computadorizada de vários estágios de microporos para mudança de cor; uma informação de profundidade anterior nas 3 zonas de espessura; sistema de laser capaz de integrar um mapeamento de espessura escleral a priori para comunicação com planejamento de guiamento de laser e microporação escleral; uso de OCT ou UBM ou tomografia 3D; código de liberação de programação do sistema de laser com pulsos controlados por procedimento; eletronicamente vinculado à emissão de um relatório de dados (dados de calibração, e dados de serviço, estatísticas, etc.). Os componentes do sistema de laser podem ser construídos de forma modular para fácil manutenção em serviço e gestão de reparos. A configuração de autocalibração, bem como a calibração de procedimento em tempo real antes do tratamento, após o tratamento e antes do tratamento subsequente pode ser incluída. Todas as calibrações podem ser gravadas no banco de dados. Outros aspectos podem incluir porta de comunicação para comunicação online (por exemplo, solução de dúvidas de serviço de WIFI, geração de relatórios, e comunicação com o servidor, acesso WIFI à informação de diagnóstico (código de erro/solicitação de peças) e dispensa de reparo de solução de problemas e manutenção ou dispensa de uma ordem para manutenção pelo representante de serviço). Algumas modalidades podem incluir um kit de manutenção de peças sobressalentes para manutenção de serviço e reparo para reparo no local; integração com cartão de acesso ao sistema de laser com programação de pulsos controlados com limitação de tempo inclusa; feixe-guia com formato flexível para definir condições limites e também disparar se o bocal de laser estiver no eixo, nível e posicionamento; feixe-guia coincidente com o feixe de fixação de alinhamento para disparar o sistema “Go/No-Go” para iniciar a ablação do tratamento; requisitos do sistema de laser contendo um sistema de rastreamento ocular e um sistema de fixação ocular correspondente para segurança de ablação para controlar o movimento do olho; requisitos do sistema de laser com a capacidade de ir à distribuição “no eixo” através de um sistema de espelho goniométrico para distribuir a microporação na esclera, ou através de uma aplicação de lâmpada de fenda ou aplicação de espaço livre. Estes podem demandar maior potência, boa qualidade de feixe, bem como integração do alvo de fixação e/ou do sistema de rastreamento ocular. Boa qualidade do feixe pode significar: sistema de laser com focalização para baixo até 50pm e para cima até 425pm. O sistema de laser pode ser capaz de realizar um procedimento rápido em 360 graus através de varredura com galvos e o uso de robótica para modificar os tratamentos de quadrantes dentro de 40 a 45 segundos por olho inteiro (por exemplo, 4 quadrantes em cada olho, aproximadamente 10 segundos por quadrante; 1 a 2 segundos reposicionando o laser para o quadrante subsequente). O sistema de laser pode ser uma estação de trabalho com integração de pedal, monitor de computador; OCT; câmera de vídeo CCD e/ou sistema de microscópio. O sistema de laser pode incluir um módulo de mesa/cadeira de posicionamento do paciente que é flexível a partir da posição deitada de costas; ângulo flexível; ou sentado; e cadeira motorizada.

[0457]Em algumas operações ilustrativas, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem incluir o seguinte procedimento médico: 1) O manual do usuário pode fornecer informações sobre a manipulação correta do sistema. 2) Coloque o aplicador ocular sobre a área de tratamento e coloque a unidade aplicadora sobre o aplicador ocular. 3) O usuário pode definir os parâmetros de tratamento. 4) O usuário inicia o procedimento de tratamento. 5) O usuário pode ser informado a respeito do estado em andamento do tratamento. 6) O usuário pode ser informado a respeito da calibração da energia no olho antes e após o tratamento. 7) Para prevenir odores indesejados, pode-se prevenir o espalhamento da fumaça de ablação. 8) O usuário pode ser informado a respeito da visualização do olho durante o tratamento, entre os quadrantes e após o tratamento.

[0458]A operação do sistema pode se dar através de um cartão de acesso eletrônico pré-aprovado. Visualização necessária durante a cirurgia: A iluminação do olho para auxiliar a visualização a ser fornecida - seja ela uma fonte de luz externa ou incorporada no dispositivo de fixação do adaptador de laser, uma câmera e interface GUI ao monitor de computador pode ser um módulo obrigatório. O paciente pode estar na posição horizontal ou inclinada ou sentada. Pode ser necessária proteção para segurança do olho do paciente durante os procedimentos. Operação: O sistema pode permitir a ativação do laser quando o aplicador e o inserto forem estiverem conectados, em contato apropriado com o tecido e com acesso do usuário verificado. Monitor de profundidade de poro: profundidade máxima monitorada por chave de fim de curso (monitoramento óptico ou igual). Gerenciamento do intraprocedimento de movimento do olho: tecnologia de rastreamento ocular com alvos de fixação ocular correspondentes pode ser incluída para procedimento oftálmico totalmente sem contato. Exclusão de vasculatura: Pode-se oferecer a opção de varrer/definir vasculatura ocular para evitar microporação nesta área. Consulte as Figs. 4A-1 a 4A-10 no Pedido US 15/942,513, que ilustram como a microporação/nanoporação pode ser usada para remover tecido de superfície, subsuperfície e intersticial e afetar as características de superfície, intersticiais e biomecânicas (por exemplo, planaridade, porosidade de superfície, geometria do tecido, viscoelasticidade do tecido e outras características biomecânicas e biorreológicas) da superfície alvo ou tecido alvo que sofreu ablação.

[0459]Os requisitos de desempenho podem incluir: Tamanho de poro variável, tamanho de arranjo de poro e localização de poro. Tempo de preparação ilustrativo: 5 min a partir do momento em que o dispositivo é ligado até o início do processo de microporação (presumindo-se um tempo de reação médio do usuário). Incorporação de robótica por quadrante para atingir os requisitos de tempo de tratamento. O tempo de tratamento pode ser de < 60s, 45s para um procedimento. Diâmetro dos microporos: Ajustável entre 50μm e 600μm. Taxa de ablação de tecido: ajustável entre 1 a 15 %. Tamanho de arranjo de microporação: Área ajustável até entre 1mm x 1mm e até 14 x 14 mm, arranjo de formato personalizado de poro com formato quadrado. Capacidade de múltiplos padrões de ablação. Pressionamento curto para ativar e desativar o laser: o processo de microporação real pode ser iniciado pressionando-se um pedal apenas por uma curta quantidade de tempo, em vez de pressioná-lo durante toda a microporação. A interrupção do laser pode ser feita de forma idêntica. Profundidade de poro submetido à ablação: 5 % a 95 % da espessura escleral. Biocompatibilidade: Todas as partes de contato com o tecido deverão ser construídas com materiais que estão em conformidade com os requisitos do dispositivo médico.

[0460]Em algumas modalidades, o sistema pode incluir: comprimento de onda do laser: 2900 nm +/- 200 nm; em torno da absorção máxima da água no IV médio. Fluência máxima do laser: ≥ 15,0 J/cm2 no tecido ≥ 25,0 J/cm2 no tecido; para ampliar as possibilidades de tratamento, 2900 nm +/- 200 nm; em torno da absorção máxima da água no IV médio. Combinações de configuração de laser: A taxa de repetição do laser e a duração do pulso podem ser ajustáveis usando combinações pré-definidas no intervalo de 100 a 500 Hz e 50 a 225 ps. O dito intervalo pode ser um intervalo mínimo, por exemplo, ≥ 15,0 J/cm2 no tecido, ou ≥ 25,0 J/cm2 no tecido, para ampliar as possibilidades de tratamento. Número de pulsos por poro em tratamentos agressivos: Configurações “agressivas” também podem ser selecionáveis para criar microporos bem mais profundo na derme, por exemplo, com uma profundidade > 1 mm. Uma vez que a profundidade é controlada principalmente por fluência, um grande número de pulsos por poros deverá automaticamente levar a valores de profundidade maiores. Portanto, os valores de pulso por poro (PPP) podem ser ajustáveis entre 1 e 15PPP. Impacto e vibração:

[0461]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem incluir uma lente de proteção como ilustrado nas Figs. 27A a 27C no Pedido US 15/942,513.

[0462]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos da revelação podem incluir um espéculo, como ilustrado em várias modalidades nas Figs. 136 a 138 e nas Figs. 28A a 29B no Pedido US 15/942,513.

[0463]Um ou mais dos componentes, processos, aspectos e/ou funções ilustrados nas figuras podem ser reorganizados e/ou combinados em um único componente, bloco, recurso ou função, ou incorporados em vários componentes, etapas, ou funções. Elementos, componentes, processos e/ou funções adicionais também podem ser adicionados sem se afastar da revelação. O aparelho, dispositivos e/ou componentes ilustrados nas Figuras podem ser configurados para executar um ou mais dos métodos, aspectos ou processos descritos nas Figuras. Os algoritmos descritos aqui também podem ser implementados de maneira eficiente em software e/ou incorporados em hardware.

[0464]Observe que os aspectos da presente revelação podem ser descritos aqui como um processo que é representado como um fluxograma, um diagrama de fluxo de dados, um diagrama de estruturas ou um diagrama de blocos. Embora um fluxograma possa descrever as operações como um processo sequencial, muitas das operações podem ser realizadas em paralelo ou simultaneamente. Além disso, a ordem das operações pode ser reordenada. Um processo é terminado quando suas operações estão completas. Um processo pode corresponder a um método, uma função, um procedimento, uma subrotina, um subprograma, etc. Quando um processo corresponde a uma função, seu término corresponde a um retorno da função para a função de chamada ou para a função principal.

[0465]Em várias modalidades, os algoritmos e outros softwares usados para implementar os sistemas e métodos revelados aqui são geralmente armazenados em memória não-temporária legível por computador e geralmente contêm instruções que, quando executadas por um ou mais processadores ou sistemas de processamento acoplados aos mesmos, realizam etapas para por em prática a presente matéria descrita aqui. A implementação da geração de imagens, aprendizado por máquina, predição, correção automatizada e outras matérias descritas aqui pode ser usada com os sistemas e dispositivos médicos desenvolvidos atuais e futuros para realizar procedimentos médicos que ofereçam benefícios que, até então, são desconhecidos na técnica.

[0466]Em algumas modalidades, os sistemas, métodos e dispositivos descritos são realizados antes ou simultaneamente a vários procedimentos médicos. Em algumas modalidades, eles podem ser implementados em seus próprios sistemas, métodos e dispositivos, juntamente com quaisquer componentes necessários, para atingir seus respectivos objetivos, como seria entendido pelos versados na técnica. Deve-se entender que os procedimentos médicos que se beneficiam do material descrito aqui não se limitam à implementação usando o material descrito daqui em diante, mas sim que outros procedimentos anteriores, realizados atualmente e desenvolvidos futuramente também podem se beneficiar.

[0467]As inovações descritas acima são consideradas novas em relação à técnica anterior e são consideradas essenciais à operação de pelo menos um aspecto da revelação e à consumação dos objetivos descritos acima. As palavras usadas neste relatório descritivo para descrever as presentes modalidades deverão ser entendidas não somente no sentido de seus significados normalmente definidos, mas para incluir, por definição especial neste relatório descritivo: estrutura, material ou atos além do escopo dos significados comumente definidos. Assim, se um elemento puder ser entendido no contexto do presente relatório descritivo como incluindo mais de um significado, então seu uso deverá ser entendido como sendo genérico a todos os significados possíveis suportados pelo relatório descritivo e pela palavra ou palavras descrevendo o elemento.

[0468]As definições das palavras ou elementos dos desenhos descritos acima deverão incluir não somente a combinação de elementos que é apresentada literalmente, mas também todas as estruturas, materiais ou atos equivalentes para desempenhar substancialmente a mesma função substancialmente da mesma forma para obter substancialmente o mesmo resultado. Neste sentido, contempla-se, portanto, que uma substituição equivalente de dois ou mais elementos pode se feita para qualquer um dos elementos descritos em suas várias modalidades, ou que um único elemento pode ser utilizado como substituto para dois ou mais elementos em uma reivindicação.

[0469]Alterações em relação à matéria reivindicada, tal como observadas por um indivíduo com conhecimento geral na técnica, atualmente conhecida ou posteriormente desenvolvida, são explicitamente contempladas como sendo equivalentes dentro do escopo almejado e de suas várias modalidades. Portanto, substituições óbvias presente ou futuramente conhecidas por um indivíduo experimentado na técnica são definidas como estando dentro do escopo dos elementos definidos. Portanto, deve-se entender a presente revelação como incluindo o que é especificamente ilustrado e descrito acima, o que é conceitualmente equivalente, o que pode ser substituído de maneira óbvia, e também o que incorpora as ideias essenciais.

[0470]Na descrição precedente e nas figuras, elementos similares são identificados com numerais de referência similares. O uso de “por exemplo”, “etc.” e “ou” indica alternativas não-exclusivas sem limitação, salvo indicação em contrário. O uso de “incluindo” ou “inclui” significa “incluindo, mas não limitado” ou “inclui, mas não se limita “, salvo indicação em contrário.

[0471]Como utilizado anteriormente, o termo “e/ou” colocado entre uma primeira entidade e uma segunda entidade significa uma dentre (1) a primeira entidade, (2) a segunda entidade, e (3) a primeira entidade e a segunda entidade. Múltiplas entidades listadas com “e/ou” deverão ser interpretadas da mesma maneira, ou seja, “uma ou mais” das entidades assim unidas. Outras entidades além das entidades especificamente identificadas pela cláusula "e/ou" podem opcionalmente estar presentes, quer relacionadas a estas entidades especificamente identificadas ou não. Assim, como um exemplo não-limitante, uma referência para “A e/ou B”, quando usada em conjunto com uma linguagem aberta, tal como “compreendendo”, pode se referir, em uma modalidade, somente a A (opcionalmente incluindo outras entidades que não B); em outra modalidade, somente a B (opcionalmente incluindo outras modalidades que não A); em ainda outra modalidade, tanto A quanto B (opcionalmente incluindo outras entidades). Essas entidades podem se referir aos elementos, ações, estruturas, processos, operações, valores, entre outros.

[0472] Deve-se observar que, quando um valor distinto ou faixa de valores é apresentado aqui (por exemplo, 5, 6, 10, 100, etc.), nota-se que o valor ou faixa de valores pode ser reivindicado de maneira mais ampla do que um número distinto ou faixa de números, salvo indicação em contrário. Quaisquer valores distintos mencionados aqui são meramente apresentados como exemplos.

[0473]As definições para vários termos como usado aqui e por toda a presente revelação podem ter definições como definido no Pedido US N⍛ 15/942,513, no Pedido US Provisório N⍛ 62/843, 403, no Pedido Taiwanês N⍛ 108111355, e no Pedido PCT N⍛ PCT/US18/25608, que são incorporados aqui em sua totalidade.

Claims (18)

1. Sistema para aplicar tratamentos médicos de microporação a um tecido biológico para melhorar a biomecânica de um olho, o sistema sendo CARACTERIZADO por compreender:
   um controlador;
   um sistema de cabeçote de laser compreendendo:
   um invólucro,
   um subsistema de laser para gerar um feixe de radiação laser em um eixo de tratamento não alinhado com o eixo visual de um paciente, operável para uso em tratamentos médicos de ablação de subsuperfície para criar um padrão de poros que favorece a biomecânica, e
   uma lente operável para focalizar o feixe de irradiação de laser sobre um tecido alvo;
   um subsistema de rastreamento ocular para rastrear pontos de referência e movimentos do olho;
   um subsistema de controle de profundidade para controlar uma profundidade de microporação no tecido alvo; e
   em que o controlador é operável para controlar os movimentos do subsistema de laser incluindo pelo menos um dentre um movimento de arfagem, um movimento de rotação e um movimento de guinada.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um sistema de varredura comunicativamente acoplado ao subsistema de rastreamento ocular e ao subsistema de controle de profundidade para varrer um ponto focal sobre uma área do tecido alvo.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um subsistema de exclusão para identificar estruturas biológicas ou localizações do olho.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um ou mais divisores de feixe difrativos.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros inclui poros de um mesmo tamanho, forma e profundidade.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros inclui poros de tamanhos, formas e profundidades diferentes.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros inclui poros possuindo uma distância igual.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros inclui poros possuindo distâncias diferentes, e em que o padrão dos poros é pelo menos estreitamente compactado ou tesselado ou espaçado.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a profundidade dos poros é proporcional à energia total do laser.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a profundidade do poro é medida e avaliada pelo subsistema de controle de profundidade.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a profundidade do poro é medida entre os pulsos.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a profundidade do poro é medida e avaliada entre os pulsos.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros é um padrão espiral.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros é um padrão espiral de uma espiral de Arquimedes, uma espiral de Euler, uma espiral de Fermat, uma espiral hiperbólica, uma espiral de lítuo, uma espiral logarítmica, uma espiral de Fibonacci, uma espiral dourada, ou combinações das mesmas.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de poros é um vetor matricial.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de cabeçote de laser adicionalmente compreende um monitor para possibilitar a fixação do olho.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de cabeçote de laser adicionalmente compreende fontes de iluminação.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de cabeçote de laser adicionalmente compreende um sistema de câmera para otimizar o desempenho do rastreamento ocular.

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