BR112014009511B1

BR112014009511B1 - Sistema e método para gerar uma curva de operação para tratamento a laser

Info

Publication number: BR112014009511B1
Application number: BR112014009511-6A
Authority: BR
Inventors: Chris Sramek
Original assignee: Topcon Medical Laser Systems, Inc
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2021-12-14
Also published as: US20130103008A1; JP2015504322A; US9101447B2; EP2768415A1; EP2768415A4; ES2748591T3; WO2013059711A1; US20160100984A1; AU2012325863B2; BR112014009511A2; AU2012325863A1; EP2768415B1; JP6067724B2; US9642747B2

Abstract

fotocoagulação de gestão de parâmetros de avaliação final. os sistemas e processos estão descritos em relação às tecnologias de intervenção oftalmológica por laser e, mais especificamente, com as técnicas de fornecimento de quantidades reprodutíveis de energia a laser para criar lesões visíveis e sub-visíveis de um olho. a tecnologia sujeita pode fornecer ao usuário a capacidade de ajustar a quantidade de energia a ser administrada ao tecido ocular por seleção de um valor numérico único. em resposta, o sistema pode ajustar a potência e / ou a duração do impulso do feixe a laser de tratamento, de acordo com uma curva de operação determinado pelo sistema.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade do pedido de patente Norte-Americano n° de série US 13/278,066, depositado em 20 de outubro de 2011, e intitulado "Endopoint-managed photocoagulation", ao qual é aqui incorporado por referência na sua totalidade para todos os fins como se estenda na íntegra abaixo.

1. CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção se refere a tecnologias de intervenção oftalmológica por laser e, mais especificamente, ao fornecimento de energia laser para criar lesões visíveis e subvisíveis reprodutíveis no olho.

2. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Todos os anos, milhares de pacientes nos Estados Unidos e outros países submetidos a tratamentos intervencionistas baseados em laser para os olhos. Tais tratamentos tipicamente envolvem a aplicação de energia a laser sob a forma de um feixe de tratamento a laser com uma potência controlada e duração controlada para estruturas de tecidos-alvo para criar lesões visíveis ou subvisíveis (também aqui referido como "avaliação final"). Estes tratamentos podem ser usados para resolver os problemas clínicos, tais como a retinopatia diabética, o edema macular diabética, degeneração macular relacionada com a idade, glaucoma ou semelhantes.

[0004] A potência e a duração necessárias para produzir as lesões visíveis ou subvisíveis de o ponto final desejado podem variar de paciente para paciente devido à variação de pigmentação tecido. Para levar isso em conta, os médicos podem geralmente iniciar o tratamento por aplicação de um feixe de tratamento a laser tendo uma alimentação padrão e a duração de um determinado tipo de terminal. Com base no ponto de extremidade observado, o clínico pode titular a potência e / ou a duração do tratamento com feixe de laser até que um ponto final desejado seja criado. Por exemplo, um médico pode aplicar um feixe de tratamento a laser, com uma potência e duração especial, na tentativa de produzir uma lesão mal-visível. Contudo, o feixe de tratamento a laser pode, em alternativa, produzir uma lesão subvisível. Em resposta, o clínico pode aumentar a potência e / ou duração de uma quantidade determinada pelo médico com base na experiência anterior. O feixe de tratamento a laser pode ser novamente aplicado ao olho do paciente usando o aumento das configurações de energia e / ou duração e ponto final resultante pode ser observada. Este processo pode ser repetido até que uma lesão mal visível seja produzida.

[0005] Uma desvantagem inerente a esta abordagem é que há pouca homogeneidade entre os clínicos na forma como eles tratam a potência e a duração do feixe de tratamento a laser devido à natureza subjetiva de avaliar visualmente o grau da lesão. Além disso, os clínicos frequentemente super ajustam o feixe de tratamento a laser devido à relação não linear entre a potência / duração e a resposta do tecido induzida pelo feixe de tratamento a laser.

[0006] Outra desvantagem é que, embora esta técnica possa ser utilizada para produzir um ponto de extremidade visíveis desejado, a falta de retorno imediato torna este método insuficiente para a produção de pontos de extremidade do subvisíveis. Quando um ponto de extremidade subvisível é desejado, alguns médicos acertam a quantidade de um constituinte para o ponto de extremidade visíveis e, em seguida, ajustam a potência e duração do pulso de laser aplicado usando algoritmos heuristicamente gerados para alcançar o seu ponto de extremidade. Tais algoritmos geralmente acertam a quantidade de um constituinte com onda contínua de pulsos 50 - 300 ms (CW) e (1) ajustar a potência por um múltiplo na faixa de 0,5 - 2X, (2) mudar para um regime micropulsado (2 ms envelope de pulso) com um ciclo de trabalho de 5 -15 %, e (3) ajustar o comprimento explosão micropulso geral (50 - 2.000 ms). Estes e outros algoritmos de titulação são descritos em J Figueira, J Khan, S Nunes, et al. “Prospective Randomized Controlled Trial Comparing Sub-threshold Micropulse Diode Laser Photocoagulation and Conventional Green Laser for Clinically Significant Diabetic Macular Oedema.” Br J Ophthalmol (2009); 93: 1341-1344, Laursen ML, Moeller F, Sander B, Sjoelie AK. “Subthreshold Micropulse Diode Laser Treatment in Diabetic Macular Oedema.” Br J Ophthalmol 2004;88:1173-1179, Ohkoshi K, Yamaguchi T. “Subthreshold Micropulse Diode Laser Photocoagulation for Diabetic Macular Edema in Japanese Patients.” Am J Ophthalmol 2010;149:133-139, Parodi MB, Iacono P, Ravalico G. “Intravitreal Triamcinolone Acetonide Combined with Subthreshold Grid Laser Treatment for Macular Oedema in Branch Retinal Vein Occlusion: A Pilot Study.” Br J Ophthalmol 2008; 92: 1046-1050, and Lavinsky, D., et al. “Randomized Clinical Trial Evaluating mETDRS Versus Normal or High-Density Micropulse Photocoagulation for Diabetic Macular Edema.” Invest Ophthalmol Vis Sci (2011); 52(7): 4314-23. Infelizmente, devido à variação clínico-a-clínico na titulação e a relação ship não linear entre a potência / duração e resposta do tecido, estes resultados são difíceis de replicar de um médico para outro.

[0007] Assim, um processo padrão e reprodutível para a produção de lesões visíveis e subvisíveis é desejada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Os sistemas de fornecimento de quantidades reprodutíveis de energia a laser para criar lesões visíveis e sub-visíveis em um olho são fornecidos. Os sistemas podem fornecer a um usuário com a capacidade de ajustar a quantidade de energia administrada ao tecido ocular, selecionando um único valor numérico. Em resposta, o sistema pode ajustar a potência e / ou a duração do impulso do feixe de tratamento a laser de acordo com uma curva de funcionamento determinada pelo sistema.

[0009] A geração da curva de funcionamento pode incluir a determinação de um valor integral de Arrhenius constante associada a potência e a duração do impulso do feixe de tratamento a laser traçando uma curva constante de Arrhenius tendo um valor integral constante de a Arrhenius, traçando uma pluralidade de curvas constante de Arrhenius tendo valores logarítmicos do Arrhenius de valor integral constante, a atribuição de um valor máximo de energia de uma escala de valor de energia para a potência e a duração que faz com que a lesão seja detectável, e gerando a curva operacional baseada, pelo menos, em parte, de uma pluralidade de pontos de interseção entre os valores de energia da escala de valor energético e da pluralidade de curvas constante de Arrhenius e um ponto de interseção entre o valor máximo de energia da escala de valor energético e da curva de Arrhenius constante.

[0010] Os processos de administração de quantidades reprodutíveis de energia a laser também são fornecidos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A figura 1 ilustra um gráfico que mostra os limiares de potência média e duração do tratamento para a geração de vários tipos de terminais.

[0012] A figura 2 ilustra um outro gráfico que mostra os limiares de potência média e duração do tratamento para a geração de vários tipos de terminais.

[0013] A Figura 3 ilustra um gráfico que mostra as temperaturas de tecido de pico causada por feixes de tratamento a laser de duração variável.

[0014] A Figura 4 ilustra uma curva de funcionamento para administração de endpoint visível ou subvisível.

[0015] A figura 5 ilustra um processo exemplificativo para administração de endpoint visível ou subvisível.

[0016] A Figura 6 ilustra um sistema de tratamento alaser exemplificativo para administração de endpoint visível ou subvisível.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] A descrição seguinte é apresentada para possibilitar um técnico versado no assunto para fazer e usar as várias concretizações. Descrições de dispositivos específicos, técnicas e aplicações são fornecidas apenas como exemplos. Várias modificações aos exemplos aqui descritos serão evidentes para os técnicos versados no assunto, e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados a outros exemplos e aplicações sem se afastar do espírito e escopo da presente tecnologia. Assim, a tecnologia revelada não se destina a ser limitada aos exemplos aqui descritos e mostrados, mas deve ser dado ao escopo de acordo com as reivindicações.

[0018] Como descrito acima, os sistemas de tratamento a laser são normalmente utilizados para administrar a energia do laser a porções alvo do olho a fim de criar lesões ou aumentar a temperatura do olho nos locais desejados. As concretizações aqui descritas podem fornecer ao usuário a capacidade de ajustar a quantidade de energia entregue ao tecido ocular por seleção de um valor numérico único. Em resposta, o sistema de tratamento a laser descrito pode ajustar a potência e / ou a duração do tratamento com feixe de laser de acordo com uma curva de funcionamento determinado pelo sistema.

[0019] A Figura 1 inclui um gráfico 100 mostrando a potência média e limiares de duração do feixe de tratamento a laser (pontos em que cada tipo de terminal se torna perceptível) para gerar vários tipos de terminais. Especificamente, os valores de potência e limite de duração para a ruptura, queimadura intensa, queimadura moderada, coagulação a luz, angiofluoresceinografia (FA) e endpoints tipo de danos do epitélio pigmentar da retina (EPR) são mostrados. Para fins de clareza, o tempo (eixo x) é mostrado a uma escala logarítmica enquanto a alimentação (eixo-y) é mostrado numa escala linear.

[0020] Como pode ser visto na Figura 1, o tipo de terminal produzido pelo feixe de tratamento a laser aplicado pode ser alterada através do ajuste da potência do feixe de tratamento a laser, o tempo que o feixe de tratamento a laser é aplicado, ou uma combinação de potência e duração. Assim, os sistemas de tratamento por laser convencionais incluem, tipicamente, permitindo que o controle do operador para ajustar independentemente, tanto a potência do feixe de tratamento a laser e a duração de cada impulso do feixe de tratamento de laser. No entanto, o controle do tipo de terminal gerado deste modo pode ser difícil.

[0021] Para ilustrar, a Figura 2 inclui um gráfico 200 mostrando os limiares de potência média e duração do tratamento para a geração de vários tipos de terminais. O gráfico 200 é semelhante ao gráfico 100, exceto que tanto a duração (eixo x) e energia (eixo y) são mostrados em escala linear.

[0022] Como mencionado acima, o tipo de terminal pode ser alterada ajustando a potência do feixe de tratamento a laser, o tempo que o feixe de tratamento a laser é aplicado, ou uma combinação de potência e duração. No entanto, como mostrado na Figura 2, ajustando apenas a energia do feixe de tratamento a laser pode produzir resultados inconsistentes. Em particular, dependendo da duração do tratamento com feixe a laser, as pequenas alterações na potência pode resultar em alterações drásticas no tipo de terminal criado ou grandes alterações na potência pode resultar em pouca ou nenhuma alteração no tipo de terminal criado. Por exemplo, um feixe de tratamento a laser com uma duração de 80 ms e uma potência de cerca de 50 mW pode produzir um ponto de extremidade tipo queimadura moderada. Se o médico está a tentar produzir um ponto de extremidade tipo de dano EPR, o médico pode escolher para diminuir a potência do impulso do feixe de laser de tratamento, mantendo a duração constante. Para gerar o ponto de extremidade tipo de dano EPR desejado, o clínico pode ser necessário a diminuir a potência de cerca de 20 mW. Assim, este pequeno decréscimo na potência (30 mW) pode alterar o tipo de terminal a partir de um ponto de extremidade tipo queimadura moderada a um terminal tipo de dano RPE. No entanto, se um feixe de tratamento a laser com uma duração mais curta é utilizado, as alterações maiores em potência pode ser necessário alterar o tipo de terminal. Por exemplo, um feixe de tratamento a laser com uma duração de 8 ms e uma potência de 125 mW pode produzir um ponto de extremidade tipo queimadura moderada. Para produzir o terminal tipo de dano EPR desejado, o clínico pode ser necessário a diminuir a potência de cerca de 60 mW. Assim, uma redução de cerca de 65 mW pode ser obrigado a mudar o tipo de terminal a partir de um ponto de extremidade tipo queimadura moderada a um terminal tipo de dano RPE. Esta diminuição na potência é significativamente maior do que a diminuição de 30 mW necessário para um impulso de 80 ms de duração feixe de tratamento a laser. Como resultado, pode ser difícil para um médico alterar o tipo de terminal previsivelmente ajustando apenas a potência do impulso do feixe de tratamento a laser. Além disso, um controle preciso sobre a potência pode ser necessária devido às diferenças relativamente pequenas de energia necessários para gerar os diferentes tipos de terminais.

[0023] O ajuste de apenas o período de duração do impulso do feixe de tratamento a laser para controlar o tipo de ponto final produzido pode igualmente produzir resultados inconsistentes. Em particular, dependendo do tipo de terminal gerado e do tipo de ponto final desejado, pequenas alterações na duração pode resultar em alterações drásticas no tipo de terminal criado ou grandes alterações na duração pode resultar em pouca ou nenhuma alteração no tipo de terminal criado. Por exemplo, um feixe de tratamento a laser, com uma potência de 100 mW e uma duração de 100 ms pode produzir um ponto de extremidade de queimadura intensa. Se o médico está a tentar produzir um ponto de extremidade tipo queimadura moderada, o médico pode escolher reduzir a duração do tratamento com feixe a laser mantendo a potência constante. Para gerar a queimadura moderada desejada, o clínico pode ser requerido a diminuir a duração de cerca de 32 ms. Assim, esta quantidade relativamente grande de decréscimo na duração (68 ms), pode ser necessário mudar o tipo de terminal a partir de um ponto de extremidade de queimadura intensa para um ponto de extremidade de queimadura moderada. No entanto, se um feixe de tratamento a laser, com uma potência de 100 mW e uma duração de 6 ms, é utilizado um terminal tipo FA pode ser gerado. Se o médico está a tentar produzir um ponto de extremidade tipo de dano EPR, o médico pode escolher reduzir a duração do impulso do feixe laser de tratamento, mantendo a potência constante. Para gerar o ponto de extremidade tipo de dano EPR desejada, a duração pode ser diminuída para entre cerca de 2 ms e 4 ms. Esta mudança de tratamento a laser duração do impulso do feixe é significativamente menor do que a variação 68 ms necessário para alterar o impulso do feixe do laser tratamento de um terminal tipo queimadura intensa para um ponto de extremidade tipo queimadura moderada. Como resultado, pode ser difícil para um médico alterar o tipo de terminal previsivelmente, ajustando apenas o período de duração do tratamento com o feixe de laser.

[0024] Como pode ser visto a partir dos exemplos descritos acima, pode ser difícil para um médico controlar o tipo de terminal, ajustando apenas a potência ou ajustando apenas a duração do impulso do feixe de tratamento a laser, uma vez que não há uma relação linear entre o quantidade de mudança (na potência ou duração) e do tipo de terminal resultante. Ajustando manualmente tanto a potência e a duração simultaneamente pode levar a ainda mais dificuldade em gerar um tipo desejado de endpoint. Para adicionar a esta imprevisibilidade, o valor absoluto da potência de limiar de ponto de extremidade em cada duração de pulso pode variar de paciente para paciente devido às variações na pigmentação, embora os seus valores relativos são constantes ou pelo menos substancialmente constante.

[0025] Assim, em algumas concretizações, um sistema de tratamento a laser é fornecido, o qual permite que o médico ou o operador do sistema possa ajustar os parâmetros do feixe de tratamento a laser selecionando um valor único, linear. O sistema pode, então, ajustar a potência e a duração do impulso do feixe de tratamento a laser, em resposta ao valor linear selecionado. Em algumas concretizações, o valor linear pode ser expresso como uma percentagem (por exemplo, 0% -100%). No entanto, deve notar-se que qualquer escala numérica linear pode ser usada. Deste modo, o clínico pode intuitivamente ajustar os parâmetros da pulsação do feixe de tratamento de laser para alterar por uma quantidade desejada. Por exemplo, uma mudança de 20% a 40% pode resultar em uma alteração semelhante na energia entregue como uma mudança de 60% para 80%. Isto pode reduzir ou eliminar a confusão relacionada com o ajustamento da potência e a duração do tratamento com de feixe de laser descrito acima.

[0026] Para gerar a escala linear descrito, o ponto final produzido por uma determinada potência do feixe de tratamento a laser e a duração pode ser modelado computacionalmente. Geralmente, o tipo de terminal criado depende do nível de resposta térmica celular para aquecimento por feixe de tratamento a laser. Assim, o ponto de extremidade gerado por uma potência e duração particular pode ser quantificada utilizando-se um valor representativo da resposta celular para o feixe de tratamento a laser. Coagulação térmica do tecido (desnaturação das proteínas) causada por um feixe de tratamento a laser é um processo de Lei de Arrhenius. O modelo de Arrhenius de dano celular é baseado nas hipóteses de (1) a existência de um componente crítico do metabolismo celular (proteína) com menor tolerância térmica, (2) uma descrição da desnaturação deste componente, em termos da teoria de reação química, e (3) a ausência de reparação celular durante o período de hipertermia. Neste modelo, a taxa de coagulação é uma função exponencial com relação à temperatura (expresso como a equação 1.1 adiante). Especificamente, a equação 1.1 mostra que a taxa de variação da concentração das espécies críticas da proteína em um determinado momento (dC (t)) é uma função da concentração total de não-desnaturada (C (T)) em que o tempo multiplicado por um exponencial função (exp ([-E * / (RT (t))])), em que R representa a constante universal dos gases perfeitos, E* é a energia de ativação para a proteína particular (a ser discutida em maiores detalhe abaixo, com respeito à Figura 3 ), A é uma constante de velocidade, e T (t) é a temperatura do tecido- alvo, como uma função do tempo.

[0027] Assim, para estimar^Tè- Tredução global na concentração da proteína causada por um feixe de tratamento a laser induzindo perfil de temperatura T (t) (aquecimento e fases de resfriamentoo), um modelo de dano celular, tal como um modelo de dano celular baseada em uma equação tipo de Arrhenius pode ser utilizado. Por exemplo, a integral na equação de Arrhenius mostrado 1.2 pode ser calculada, em que Cthé a concentração de proteína não afetada e Co é a concentração inicial. A concentração de proteína diminui por εA(-Q) durante o tempo em tratamento do feixe de laser. Enquanto uma equação exemplificativa específica é fornecida abaixo para a equação 1,2, deve ser apreciado pelos técnicos versados no assunto que outras equações podem ser utilizadas.

[0028] O critério para a viabilidade celular é o decréscimo máximo tolerável neste componente crítico, geralmente assumido como um, enquanto os relatórios afirmam que as células não podem sobreviver com até 5 -.10% de uma proteína-chave desnaturada, a seleção deste valor pode afetar o valor da taxa da constante A determinada a partir de dados experimentais de viabilidade celular, mas não o valor de E*. Valores inferiores a 1 indicam que a potênciae e a duração da exposição à radiação laser era nominalmente sub-letal, mas deu origem a um certo nível de coagulação, que podem ou não corresponder a um ponto de extremidade detectável. Com o modelo de Arrhenius de coagulação, presume-se que as combinações de energia / duração, resultando no mesmo integrante de Arrhenius para corresponder ao mesmo ponto de extremidade visíveis ou sub- visível.

[0029] Para determinar a energia de ativação E* descrita acima, a temperatura do tecido causado por um feixe de tratamento a laser pode ser calculado utilizando modelos computacionais conhecidos de aquecimento de tecido de várias durações de feixe de tratamento tendo em conta os parâmetros do feixe de tratamento a laser (por exemplo, potência, tamanho do ponto, e assim por diante) e o tecido alvo. Por exemplo, a Figura 3 inclui gráfico 300 mostrando a temperatura do tecido em função do tempo, quando um feixe de tratamento a laser é aplicada por 20 ms. Tal como mostra o gráfico 300, a temperatura do tecido aumenta para um valor de pico (cerca de 65 ° C) em 20 ms, no momento em que o feixe de tratamento a laser já não é aplicado. A temperatura do tecido, em seguida, diminui à medida que o calor se difunde a partir da área tratada. A temperatura de pico de tecido pode ser calculada para diferentes durações do feixe de tratamento a laser de potências correspondentes para o mesmo ponto de extremidade e os resultados podem ser representados como mostrado no gráfico 350. Usando os cursos temporais de temperatura calculadas (T (t) na equação 1.2), uma Arrhenius de ajuste pode ser gerada, com o ajuste representando o E* a energia de ativação para o tecido ou a proteína particular. Este valor de energia de ativação E* determinado pode então ser utilizado nas equações 1.1 e 1.2 acima. Enquanto os valores específicos são fornecidos acima, deve ser apreciado que outros valores podem ser utilizados, dependendo do modelo computacional utilizado para estimar o curso de tempo da temperatura (ou medidas físicas de temperatura no tecido) para o tecido- alvo.

[0030] Usando a equação 1.2 acima, pode ser estabelecida uma relação entre uma escala linear e mudanças exponenciais em valores integrais Arrhenius. Por exemplo, a Figura 4 inclui gráfico 400 mostrando as curvas calculadas constante de Arrhenius (marcado Q = 0,01, Q = 0,1, Q = 1, Q = 10, Q = 100), as energias de limiar medidos experimentalmente para a produção de vários tipos de ponto de extremidade, e um curva de funcionamento 401. A escala linear que representa a energia normalizada (energia multiplicada pela duração do impulso) do impulso de feixe de tratamento a laser é apresentado no eixo dos y e a duração do impulso do feixe de tratamento a laser é mostrada no eixo x. Os tratamentos que provoquem a mesma integrante de Arrhenius produzir o mesmo tipo de terminal. Assim, as combinações de duração de energia ao longo de uma curva constante de Arrhenius, em particular, (por exemplo, Q = 0,01 Q = 0,1 Q = 1, Q = 10, Q = 100) pode produzir o mesmo tipo de endpoint. Como mostrado na Figura 4, o declive dos limiares de energias medidas experimentalmente (pontos no gráfico identificados pelos símbolos na tecla 405) para a produção de vários tipos de ponto final se assemelhe a inclinação das curvas de nível constante de Arrhenius calculados.

[0031] A curva operacional 401 representa as combinações de duração de energia que o sistema é configurado para a saída para valores de energia normalizadas selecionados mostrados no eixo-y. Para produzir a curva de operação 401, a duração máxima do feixe de tratamento a laser pode ser seleccionado por um utilizador. A duração máxima pode ser selecionada com base nos recursos do sistema laser-tratamento, as preferências do clínico, as recomendações do fabricante do sistema laser-tratamento, e assim por diante. Uma vez que o duração máxima é selecionada, a potência do feixe de tratamento a laser pode ser ajustada utilizando a duração máxima do feixe de tratamento a laser (por exemplo, 20 ms para o exemplo mostrado na Figura 4) para uma alimentação correspondente a um tipo de ponto final desejado (por exemplo, ponto de extremidade poucovisível após 3 segundos, no exemplo mostrado na Figura 4). O tipo de ponto final desejado deve ser um ponto final detectável, o que significa que o ponto final seja visível a olho nu ou visível usando uma outra tecnologia de imagem intra- operatória química ou tintura. O valor energético (potência multiplicada pelo tempo) correspondente à potência titulada e a duração máxima pode ser plotada em energia VS. gráfico de tempo de 400 (mostrado como ponto 403). O valor constante de Arrhenius (por exemplo, Q = 100 no exemplo mostrado na Figura 4) que corresponde a (intersecção) este ponto de duração de energia 403 pode ser determinado e pode ser traçado no gráfico. Escalas logarítmicas da curva correspondente constante de Arrhenius (por exemplo, Q = 0,01, Q = 0,1, Q = 1, e Q = 10 no exemplo mostrado na Figura 4) também pode ser traçado no gráfico. Em algumas concretizações, uma vez que as curvas de Arrhenius constantes são traçados, os valores de energia no eixo dos y do gráfico pode ser mudado ou normalizado para qualquer escala desejada linear (por exemplo, 0-1, no exemplo mostrado na Figura 4). O ponto no gráfico 403 400 que corresponde à energia e duração que gera a extremidade pouco visível desejada pode ser atribuído ao maior valor da escala linear (por exemplo, 1 na Figura 4). Interseções entre as diferentes curvas constante de Arrhenius e linhas de energia constantes (valores de energia normalizado 0,8, 0,6, 0,4 e 0,2) pode então ser plotados e curva de funcionamento 401 pode estar apta a estes pontos de interseção. Assim, quando um usuário seleciona um valor de energia normalizado particular, o sistema pode ajustar a potência e duração do pulso de acordo com a curva de funcionamento 401. Desta forma, mudanças lineares em energia de pulso podem ser ligada a mudanças exponenciais em valores integrais de Arrhenius.

[0032] Enquanto que o exemplo mostrado na Figura 4 mostra uma curva de funcionamento normalizado 401 para um ponto de extremidade mal visível (mal visível ao fim de 3 segundos), as curvas de funcionamento normalizadas para outros tipos de pontos de extremidade talvez gerados. Nestes exemplos, utilizando-se a duração de pulso máximo, a energia pode em vez disso por titulada para o tipo desejado de ponto final, tal como a coagulação luz, mal visíveis após 60 segundos, queimadura moderada, e semelhantes. Além disso, enquanto a curva de operação 401 é gerada utilizando mudanças lineares em energia (potência multiplicada pelo tempo) e escalas exponenciais de valores constante de Arrhenius, duração fixa e mudanças exponenciais na potênciaou potência fixa e mudanças exponenciais na duração podem, em alternativa ser amarrada exponencialmente em alterações nos valores integrais de Arrhenius e o usuário para produzir a curva de funcionamento 401.

[0033] A figura 5 ilustra um processo exemplificativo para entrega de endpoint visível ou sub-visíveis utilizando curva de funcionamento 401. No bloco 501, o sistema de tratamento a laser pode ser ajustada para produzir um ponto final detectável na duração máxima do impulso do feixe de tratamento a laser. O ponto final detectável pode ser uma lesão visível capaz de ser vista a olho nu ou pode ser uma lesão sub-visível exigindo uma outra tecnologia de imagem intra-operatória química ou corante. A duração máxima desejada de pulso pode ser selecionada para ter qualquer valor e pode ser selecionada com base nos recursos do sistema laser-tratamento, as preferências do clínico, recomendações do fabricante ao sistema de laser-tratamento, e assim por diante. Com base na duração de impulsos máxima selecionado, a potência do feixe de tratamento a laser pode ser ajustada para gerar um ponto final detectável e uma curva de funcionamento, pode ser gerado de um modo semelhante ao descrito acima em relação à figura 4. Em algumas concretizações, para gerar endpoints sub-visíveis, a potência pode ser ajustada para produzir uma lesão pouco visível e a curva de funcionamento, podem ser gerada como descrito acima com respeito à Figura 4. Em outras concretizações, para gerar os pontos de extremidade visíveis, a energia pode em vez disso, ser ajustada para produzir uma lesão visível, tal como uma queimadura intensa, queimadura moderada ou ponto de extremidade de luz de coagulação, e uma curva de funcionamento pode ser gerada de um modo semelhante ao descrito acima em relação à figura 4.

[0034] No bloco 503, o sistema de tratamento a laser pode receber um valor de energia selecionado pelo usuário do sistema. O valor de energia pode ser selecionado a partir de uma escala linear e pode ser representada como uma percentagem, ou outro valor numérico. O usuário pode selecionar o valor de energia com base na experiência anterior, as recomendações do fabricante ao sistema, os resultados clínicos publicados, e assim por diante. Em algumas concretizações, o sistema de tratamento a laser pode proporcionar qualquer tipo de interface ao usuário, tal como um botão, deslizante, sensível ao toque, um teclado e monitor, ou qualquer outra interface, para permitir que o clínico selecione o valor de energia.

[0035] No bloco 505, o sistema pode ajustar a duração do feixe de tratamento a laser e / ou de energia com base no valor de energia selecionada e a curva de funcionamento determinado 401. Em outras concretizações, a duração do feixe de tratamento com laser pode permanecer constante, enquanto que a energia pode ser alterada de forma exponencial. Ainda em outras concretizações, a potência do feixe de tratamento a laser pode permanecer constante, enquanto que a duração pode ser mudada de forma exponencial.

[0036] A Figura 6 ilustra um sistema de tratamento a laser exemplificativo 600 para a entrega de feixes de tratamento a laser, de acordo com as várias concretizações. O sistema 600 pode incluir a fonte de laser 601 configurado para transmitir um único feixe de laser. Em algumas concretizações, a fonte de laser 601 pode incluir um laser de Árgon, lase Krypton, o laser de diodo, Nd-YAG, ou qualquer outro laser pulsado ou contínuo de onda adequado para a terapia ocular. O feixe de laser gerado pela fonte 601 pode ser contínuo ou pulsado com uma duração de cerca de 1 ms a cerca de 1 segundo, pode ter uma potência entre cerca de 30 mW a cerca de 2 W, pode ter um diâmetro de cerca de 50 μm a cerca de 500 μm (por exemplo, cerca de 60 μm ou cerca de 400 μm), e pode ter um comprimento de onda no espectro visível (por exemplo, 532 nm, 561 nm, 577 nm, 647 nm, 659 nm, ou 670 nm) ou um comprimento de onda no espectro não visível (por exemplo, 810 nm). No entanto, deve ser notado que uma fonte de laser 601 produzindo um feixe de energia a laser com outras características pode ser usado.

[0037] O sistema 600 pode incluir ainda equipamento óptico 607 para manipular o feixe de laser gerado pela fonte de laser 601. Em algumas concretizações, o hardware óptico 607 pode incluir um seletor de dimensão do ponto (não mostrado), para ajustar o "tamanho do spot" do feixe de laser administrado ao doente. O "tamanho do spot" de um feixe refere-se ao tamanho ou diâmetro do feixe de laser. O seletor de tamanho de ponto podem incluir contínuas mudanças de ampliação ótica, uma torre giratória de diferentes ampliação óticas, ou qualquer outro arranjo ótico usado para alterar a ampliação conhecida pelos técnicos versados no assunto. O seletor de dimensão do ponto pode ser configurado para receber o feixe de laser único da fonte de laser 601 e seletivamente ajustar o tamanho do feixe de laser único, variando a ampliação selecionada. O feixe de laser único pode ser voltado para o seletor de tamanho de ponto, pode ser direcionado para detectar o seletor de tamanho de uma fibra ótica, ou pode ser direcionado para o seletor de tamanho de ponto a partir de uma fonte de laser no espaço livre com relé ou colimação ótica.

[0038] Em algumas concretizações, o hardware óptico 607 pode, além disso, ou alternativamente, incluir equipamento de varredura que utiliza o feixe de laser único de fonte de laser 601 para gerar um único feixe de laser ou de um feixe de laser modelado. Em algumas concretizações, o equipamento de varredura pode incluir uma lente de colimação (não mostrada), o primeiro e segundo dispositivos de leitura (não mostrados), tais como o galvanômetros, dispositivos MEMS, polígonos de rotação, ou semelhantes, e um conjunto opcional de lentes de retransmissão (não representada) separa o primeiro e segundo dispositivos de varredura. A lente de colimação pode ser configurada para receber o feixe de laser. A saída da lente de colimação pode ser um feixe colimado que pode ser dirigido para um primeiro dispositivo de varredura, tal como um galvanômetro, dispositivo MEMS, poligonal rotativo, ou semelhantes. A posição do primeiro dispositivo de varredura pode ser controlada de precisão, utilizando um sistema computadorizado de controle (por exemplo, o controlador 603) para apontar o feixe colimado com um segundo dispositivo de varredura, tal como um segundo dispositivo galvanômetro, dispositivo MEMS, poligonal rotativo, ou semelhantes. O segundo dispositivo de varredura pode ser configurado para responder ao sistema computadorizado de controle (por exemplo, o controlador 603) para ajustar o feixe colimado em uma direcção ortogonal à direção de ajustamento do primeiro dispositivo de varredura. Em outras palavras, o par de dispositivos de varredura pode ser utilizado para ajustar a posição cartesiana X-Y do feixe de tratamento. Em alguns exemplos, pode ser feito para mover um único feixe de tratamento em relação ao olho 611 do paciente. Em outros exemplos, os dispositivos de varredura pode ser sincronizado com os impulsos gerados pela fonte de luz a laser 601 e ciclicamente através de várias posições de uma forma relativamente rápida para produzir um efeito de padronização. No sistema ilustrado, o feixe que sai do equipamento óptico 607 pode ser dirigido para o olho 611 do paciente. O feixe de tratamento pode ser entregue ao olho 611 do paciente usando qualquer dispositivo de entrega conhecido, como uma lâmpada de fenda montado na cabeça do laser oftalmoscópio indireto, endo-sonda manual a laser ou algo semelhante.

[0039] O sistema 600 pode ainda incluir controlador 603 para controlar a fonte de laser 601 (por exemplo, duração do impulso, energia de comprimento de onda, etc.) e de componentes de hardware óptico 607. O controlador 603 pode incluir um processador de finalidade geral ou configuração especial para controlar os vários componentes do sistema 600. O controlador 603 pode ainda incluir um meio de armazenamento legível por computador não transitório para fornecer instruções para o processador para ser executado. Por exemplo, o controlador 603 pode incluir instruções de realização para o processo 500 descrito acima. Tais instruções, geralmente referidos como "código de programa de computador" (que podem ser agrupados na forma de programas de computador ou outros grupos), quando executados, permitem que o processador execute as funções ou funções de concretizações do aparelho e dos processos aqui descritos. Em alguns exemplos, o meio de armazenamento de leitura por computador pode incluir uma memória principal, tal como uma memória de acesso aleatório (RAM) ou outra memória dinâmica para armazenar informações e instruções para serem executadas por um processador. A memória principal também pode ser usada para armazenar variáveis temporárias ou outras informações intermediária durante a execução de instruções a serem executadas pelo processador. O meio de armazenamento legível por computador pode também incluir uma memória somente de leitura ("ROM") ou outro dispositivo de armazenamento estático acoplado para armazenar informações estáticas e as instruções para o processador. Em algumas concretizações, o sistema 600 pode ainda incluir a base de dados 605 para armazenar instruções do controlador 603, definições para a fonte de laser 601, e / ou quaisquer outros dados associados com o sistema 600.

[0040] O sistema 600 pode incluir ainda interface 609 para permitir que um operador ajuste as várias definições de sistema 600. Em algumas modalidades, uma interface de utilizador 609 pode incluir um botão, slider, tela sensível ao toque, teclado, monitor, ou qualquer outro componente de interface ou combinações dos mesmos para permitir que o operador interaja com o sistema 600. Por exemplo, um botão ou teclado pode ser utilizado para introduzir uma seleção do valor de energia descritos acima. Isto proporciona ao utilizador uma interface de forma fácil e intuitiva para ajustar a quantidade de energia fornecida a um paciente, permitindo ao sistema 600 a ajustar a potência e a duração do impulso do feixe de tratamento a laser emitido. Em algumas modalidades, a interface de utilizador 609 pode fornecer também um sinal de áudio ou visual para notificar o usuário quando a procurar uma lesão visível (por exemplo, 3 segundos ou mais após a entrega do feixe de tratamento a laser), quando titulando o valor limite pouco visível no bloco 501.

[0041] Embora os componentes específicos sejam apresentados na Figura 6, deve ser entendido que o sistema 600 pode ainda incluir outros componentes conhecidos dos técnicos versados no assunto, tais como dispositivos de segurança, equipamento para apontar o feixe de tratamento a laser ou semelhante.

[0042] Diversas concretizações exemplificativas são descritas aqui. É feita referência a estes exemplos em um sentido não limitativo. Eles são fornecidos para ilustrar de forma mais ampla os aspectos aplicáveis da tecnologia divulgada. Várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos sem sair do verdadeiro espírito e escopo das várias concretizações. Em adição, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação particular, material, composição de matéria, processo, ato (s) processo ou etapa (s) para o objetivo (s), o espírito ou escopo das várias concretizações. Além disso, como irá ser apreciado pelos técnicos versados no assunto que cada uma das variações individuais descritas e ilustradas aqui tem componentes e características que podem ser facilmente separados a partir de combinação com as características de quaisquer uma das outras várias concretizações sem se afastar do escopo ou espírito das várias concretizações. Todas essas modificações são consideradas como estando dentro do escopo das reivindicações associadas a presente divulgação.

Claims

1. Sistema (600) para tratamento a laser de um olho de um paciente caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: uma fonte de energia a laser (601) configurada para gerar um feixe de tratamento a laser; uma interface (609) configurada para receber de um usário a selecão de um valor de energia de uma escala de valor de energia representativo de uma quantidade de energia a ser entregue ao paciente por uma feixe de tratamento a laser; em que o valor de energia selecionado é uma curva de operação (401) para o feixe de tratamento a laser, e em que a curva de operação relaciona o valor de energia selecionado com a potência e uma duração do feixe de tratamento a laser; e um controlador (603) configurado para: obter parâmetros de saída do feixe de tratamento a laser; gerar uma curva de operação (401) para o feixe de laser com base em pelo menos parte dos parâmetros de saída do feixe de tratamento a laser obtidos; em que a curva de operação (401) é gerada pelo menos em parte de um primeiro ponto de interseção entre uma primeria curva de energia e um primeiro valor de energia da escala de valor de energia, e um segundo ponto de interseção entre a segunda curva de energia e um segundo valor de energia da escala de valor de energia, em que a primeira curva de energia indica combinações da duração e potência do feixe de tratamento a laser para gerar uma primeira lesão detectável no olho do paciente, e a segunda curva de energia indica combinações da duração e potência do feixe de tratamento a laser para gerar uma segunda lesão detectável no olho do paciente, em que a primeira lesão detectável e a segunda lesão detectável possui diferentes tipos de resutados clínicos; e ajustar pelo menos um de uma energia e uma duração do feixe de tratamento a laser em resposta ao valor de energia seleionado utilizando a curva de operação para o feixe de tratamento a laser.

2. Sistema (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a curva de operação (401) relaciona alterações lineares no valor de energia selecionado com alterações exponenciais no valor representando uma quantidade de dano celular no olho de um paciente causado pelo feixe de tratamento a laser.

3. Sistema (600), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o valor representando a quantidade de dano celular é um decréscimo logarítmico na concentração viável de células calculado a partir de um modelo de dano celular do tipo Arrhenius.

4. Sistema (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a interface (609) é configurada ainda para permitir que o usuário selecione uma duração máxima de pulso do feixe de tratamento a laser, e em que a duração máxima de pulso do feixe de tratamento a laser é utilizada para gerar a curva de operação.

5. Sistema (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o feixe de tratamento a laser que possui a potência ajustada e a duração ajustada é operável para gerar uma lesão sub- visível no olho de um paciente.

6. Sistema (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda hardwareótico para ajustar um ou mais de um ponto do feixe de tratamento a laser, a duração do feixe de tratamento a laser, e o padrão do feixe de tratamento a laser.

7. Sistema (600), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o hardwareótico compreende: um seletor de tamanho de ponto configurado para:receber um feixe de tratamento a laser; eajustar o tamanho de ponto do feixe de tratamento a laser; e um hardware de varredura configurado para:receber o feixe de tratamento a laser com tamanho ajustado do seletor de tamanho de ponto; e redirecionar seletivamente o feixe de tratamento a laser com tamanho ajustado recebido.

8. Sistema (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (603) é configurado para ajustar a potência do feixe de tratamento a laser baseado em, pelo menos, parte da curva de operação, em que a curva de operação relaciona a alteração exponencial na potência com alteração exponecial no valor de Arrhenius calculado, o valor de Arrhenius calculado representando a quantidade de dano celular no olho de um paciente causado pelo feixe de tratamento a laser.

9. Sistema (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (603) é configurado para ajustar a duração do feixe de tratamento a laser baseado em, pelo menos, parte da curva de operação, em que a curva de operação relaciona alterações exponenciais na duração com alterações exponenciais no valor de Arrhenius calculado, o valor de Arrhenius calculado representando a quantidade de dano celular no olho de um paciente causado pelo feixe de tratamento a laser.

10. Método para gerar uma curva de operação (401) para o tratamento a laser de um olho de um paciente caracterizado pelo fato de que o método compreende: obter parâmetros de saída de um feixe de tratamento a laser; determinar uma energia e uma duração de um feixe de tratamento a laser que é capaz de formar uma lesão detectável no olho do paciente; determinar um valor constante de Arrhenius integrante associado com a potência e a duração do feixe de tratamento a laser; traçar uma curva-Arrhenius constante com o valor integrante de Arrhenius constante; traçar uma pluralidade de curvas constantes-Arrhenius com valores logarítmicos do valor integral de constante- Arrhenius; atribuir um valor máximo de energia de uma escala de valor de energia para a energia e a duração que causa a lesão detectável; e gerar a curva de operação (401) com base, pelo menos em parte, em: no parâmetro de saída feixe de tratamento a laser obtido;uma pluralidade de pontos de interseção entre os valores de energia da escala de valor de energia e a pluralidade de curvas constantes-Arrhenius; eum ponto de interseção entre o valor de energia máxima da escala de valor de energia e a curva de Arrhenius constante.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a curva de operação compreende:a pluralidade de pontos de interseção entre os valores de energia da escala de valor de energia e a pluralidade de curvas constantes de Arrhenius; eo ponto de intersecção entre o valor máximo de energia da escala de valor de energia e a curva constante de Arrhenius.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizado pelo fato de que a curva de operação representa combinações de duração-energia para ajustar a potência e duração do feixe de tratamento a laser utilizando um único valor numérico.