DE102009015911A1

DE102009015911A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Entfernung eines Lentikels aus der Hornhaut

Info

Publication number: DE102009015911A1
Application number: DE102009015911A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. Bißmann
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-07
Also published as: US20120016353A1; WO2010112184A1; US8480661B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung eines Lentikels aus der Augenhornhaut. Dabei sind eine Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels und eine Einrichtung zum Absaugen der entstandenen Flüssigkeit vorgesehen. Das Lentikel wird verflüssigt und die entstehende Flüssigkeit anschließend abgesaugt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung eines Lentikels aus der Augenhornhaut. Ein solches Lentikel entsteht, wenn entsprechende Schnittflächen durch Aneinanderreihung optischen Durchbrüche in der Hornhaut mittels fokussierter Laserstrahlung gebildet werden, wobei der Fokuspunkt vorzugsweise dreidimensional verstellt wird.
Dazu wird Behandlungs-Laserstrahlung innerhalb des Hornhautgewebes d. h. unterhalb der Gewebeoberfläche derart fokussiert, dass optische Durchbrüche im Gewebe entstehen.
Im Gewebe laufen dabei zeitlich hintereinander mehrere Prozesse ab, die durch die Laserstrahlung initiiert werden. Überschreitet die Leistungsdichte der Strahlung einen Schwellwert, kommt es zu einem optischen Durchbruch, der im Material eine Plasmablase erzeugt. Diese Plasmablase wachst nach Entstehen des optischen Durchbruches durch sich ausdehnende Gase. Wird der optische Durchbruch nicht aufrechterhalten, so wird das in der Plasmablase erzeugte Gas vom umliegenden Material aufgenommen, und die Blase verschwindet wieder. Dieser Vorgang dauert allerdings sehr viel länger, als die Entstehung der Blase selbst. Wird ein Plasma an einer Materialgrenzfläche erzeugt, die durchaus auch innerhalb einer Materialstruktur liegen kann, so erfolgt ein Materialabtrag von der Grenzfläche.
Man spricht dann von Photoablation. Bei einer Plasmablase, die vorher verbundene Materialschichten trennt, ist üblicherweise von Photodisruption die Rede. Der Einfachheit halber werden alle solchen Prozesse hier unter dem Begriff optischer Durchbruch zusammengefasst, d. h. dieser Begriff schließt nicht nur den eigentlichen optischen Durchbruch sondern auch die daraus resultierenden Wirkungen im Material ein.
Für eine hohe Genauigkeit eines laserchirurgischen Verfahrens ist es unumgänglich, eine hohe Lokalisierung der Wirkung der Laserstrahlen zu gewährleisten und Kollateralschäden in benachbartem Gewebe möglichst zu vermeiden. Es ist deshalb im Stand der Technik üblich, die Laserstrahlung gepulst anzuwenden, so dass der zur Auslösung eines optischen Durchbruchs nötige Schwellwert für die Leistungsdichte nur in den einzelnen Pulsen überschritten wird. Die US 5.984.916 zeigt diesbezüglich deutlich, dass der räumliche Bereich des optischen Durchbruchs (in diesem Fall der erzeugten Wechselwirkung) stark von der Pulsdauer abhängt.
Eine hohe Fokussierung des Laserstrahls in Kombination mit sehr kurzen Pulsen im Femtosekundenbereich erlaubt es damit, den optischen Durchbruch sehr punktgenau in einem Material einzusetzen.
Der Einsatz von gepulster Laserstrahlung hat sich in der letzten Zeit besonders zur laserchirurgischen Fehlsichtigkeitskorrektur in der Ophthalmologie durchgesetzt.
Fehlsichtigkeiten des Auges rühren oftmals daher, dass die Brechungseigenschaften von Hornhaut und Linse keine optimale Fokussierung auf der Netzhaut bewirken.
Die erwähnte US 5.984.916 sowie die US 6.110.166 beschreiben Verfahren zur Schnitterzeugung mittels geeigneter Erzeugung optischer Durchbrüche unter Verwendung von fs-Lasern, so dass im Endeffekt die Brechungseigenschaften der Hornhaut gezielt beeinflusst werden. Eine Vielzahl von optischen Durchbrüchen wird so aneinandergesetzt, dass innerhalb der Hornhaut des Auges ein linsenförmiges Teilvolumen (Lentikel) isoliert wird. Das vom übrigen Hornhautgewebe getrennte linsenförmige Teilvolumen wird dann über einen seitlich öffnenden Schnitt aus der Hornhaut herausgenommen. Die Gestalt des Lentikels ist so gewählt, dass nach Entnahme die Form und damit die Brechungseigenschaften der Hornhaut so geändert sind, dass die erwünschte Fehlsichtigkeitskorrektur bewirkt ist. Die dabei geforderten Schnittflächen sind gekrümmt, was eine dreidimensionale Verstellung des Fokus nötig macht. Dafür wird deshalb eine zweidimensionale Ablenkung der Laserstrahlung mit gleichzeitiger Fokusverstellung in einer dritten Raumrichtung kombiniert. Um das Lentikel zu entnehmen muss der Öffnungsschnitt relativ groß sein, im Allgemeinen bis fast zum Durchmesser des Lentikels oder sogar in Form eines Flaps, d. h. eines dünnen Scheibchens der Hornhaut, welches zurückgeklappt wird um das darunter liegende Lentikel zu entnehmen.
In der DE 10 2007 019 813 der Anmelderin wurde vorgeschlagen, nur relativ kleine, dafür aber mehrere Öffnungsschnitte vorzusehen und das Lentikel durch diese zu entfernen. Das hat sich aber als relativ schwierig herausgestellt, da auch das Lentikel trotz seiner geringen Dicke (max. 200 μm) eine gewisse Steifheit aufweist und es damit nicht einfach durch die kleinen Öffnungsschnitte herausnehmbar ist.
In der WO 2004/105661 ist eine andere Art der Lentikelentnahme beschrieben, bei der das Lentikel mittels des fs-Lasers (d. h. des Behandlungslasers) so in kleine Fragmente zerschnitten wird, dass diese Fragmente mittels einer oder mehrerer Kanülen abgesaugt werden können. Damit ist ein kleinerer Schnitt zur Einführung der Kanüle bzw. Kanülen ausreichend im Vergleich zur Entnahme des kompletten Lentikels. Dazu muss das Lentikel aber sehr genau in sehr kleine Teile zerschnitten werden, was die Behandlungsdauer erheblich verlängert in der das Auge in fester Position zu Behandlungslaser gehalten werden muss um die Schnitte korrekt auszuführen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, um die Lentikelentnahme gegenüber dem Stand der Technik bedeutend zu vereinfachen und weniger invasiv zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zu Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut gelöst, welche eine Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels und eine Einrichtung zum Absaugen der entstandenen Flüssigkeit aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ausgezeichnet, dass das Lentikel verflüssigt wird und die entstehende Flüssigkeit anschließend abgesaugt wird.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels einen Ultraschall-Schwinger aufweist.
Eine alternative vorteilhafte Lösung ergibt sich wenn dies Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels eine Einrichtung zur Abgabe von optischer Strahlung, bevorzugt Laserstrahlung, aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht eine Einrichtung zur Zuführung einer Spülflüssigkeit vor.
Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, dass das Lentikel durch Ultraschall-Schwingungen zerstört wird.
Alternativ kann dass das Lentikel durch optische Strahlung, insbesondere Laserstrahlung zerstört werden
Besonders vorteilhaft ist es wenn eine Spülflüssigkeit in die Hornhaut eingebracht wird, um den Abtransport der verflüssigten Lentikelteile zu unterstützen.
Die technische Realisierung der Einzelteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an sich bekannt. Diese werden zur sogenannten Phakoemulsifikation des Katarakts der Augenlinse benutzt. Die Phakoemulsifikaton der Linse ist seit 1967 bekannt ( US 3,589,363 von Charles Kelman), diese Vorrichtung basiert auf der Verwendung von Ultraschall zur Verflüssigung der Augenlinse, die entstehende Flüssigkeit wird abgesaugt und in den entstehenden Hohlraum eine künstliche Linse (Intraokularlinse IOL) eingesetzt. In US 3,982,541 (L'Esperance) wurde vorgeschlagen die Verflüssigung des Katarakts der Linse mit einem (CO2-Laser) vorzunehmen.
Auch wenn es in der Zwischenzeit ständige Weiterentwicklungen der Technik zur Phakoemulsifikation gab, u. a. DE 197 47 046 und DE 19 52 574 der Anmelderin, auf deren kompletten Inhalt hiermit Bezug genommen wird, wurde eine Verwendung dieser Technik für die Entfernung eines anderen Teils des Auges (d. h. von Teilen der Hornhaut wie hier vorgeschlagen) nie angedacht.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung eines Patienten während einer laserchirurgischen Behandlung mit einem laserchirurgischen Instrument,
2 die Fokussierung eines Strahlenbündels auf das Auge des Patienten beim Instrument der 1,
3 ein beispielhaftes Bild der Schnittführung
4 einen Querschnitt durch die Hornhaut mit einem Lentikel,
5 einen Querschnitt durch die Hornhaut nach Entnahme des Lentikels nach dem Stand der Technik
6 einen Querschnitt durch die Hornhaut mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
7 eine Draufsicht auf die Hornhaut mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In 1 ist ein laserchirurgisches Instrument zur Behandlung eines Auges 1 eines Patienten gezeigt, wobei das laserchirurgische Instrument 2 zur Ausführung einer refraktiven Korrektur dient. Das Instrument 2 gibt dazu einen Behandlungs-Laserstrahl 3 auf das Auge des Patienten 1 ab, dessen Kopf in einen Kopfhalter 4 fixiert ist. Das laserchirurgische Instrument 2 ist in der Lage, einen gepulsten Laserstrahl 3 zu erzeugen, so dass beispielsweise das in US 6.110.166 beschriebene Verfahren ausgeführt werden kann.
Das laserchirurgische Instrument 2 weist dazu, wie in 2 schematisch dargestellt ist, eine Strahlquelle S auf, deren Strahlung in die Hornhaut 5 des Auges 1 fokussiert wird. Mittels des laserchirurgischen Instrumentes 2 kann eine Fehlsichtigkeit des Auges 1 des Patienten dadurch behoben werden, dass aus der Hornhaut 5 Material so entfernt wird, dass sich die Brechungseigenschaften der Hornhaut um ein gewünschtes Maß ändern. Das Material wird dabei dem Stroma der Hornhaut entnommen, das unterhalb von Epithel und Bowmanscher Membran oberhalb der Decemetschen Membran und des Endothels liegt. Alternativ kann mit dem Instrument 2 auch nur ein Schnitt in der Hornhaut zur Präparation eines Flaps vorgenommen werden.
Die Materialentfernung bzw. -trennung erfolgt, indem durch Fokussierung des hochenergetischen fs-Laserstrahls 3 mittels eines objektiven Teleskops 6 in einem in der Hornhaut 5 liegenden Fokus 7 in der Hornhaut Gewebeschichten getrennt werden. Jeder Puls der gepulsten Laserstrahlung 3 erzeugt dabei einen optischen Durchbruch im Gewebe, welcher eine Plasmablase 8 initiiert.
Dadurch umfasst die Gewebeschichttrennung ein größeres Gebiet, als der Fokus 7 der Laserstrahlung 3. Durch geeignete Ablenkung des Laserstrahls 3 werden nun während der Behandlung viele Plasmablasen 8 aneinandergereiht. Die aneinanderliegenden Plasmablasen 8 bilden dann eine Schnittfläche 16.
Das laserchirurgische Instrument 2 wirkt durch die Laserstrahlung 3 wie ein chirurgisches Messer, das, ohne die Oberfläche der Hornhaut 5 zu verletzen, direkt Materialschichten im Inneren der Hornhaut 5 trennt. Führt man den Schnitt durch weitere Erzeugung von Plasmablasen 8 bis an die Oberfläche der Hornhaut 5 (Öffnungsschnitt), kann ein durch die Schnittfläche 16 isoliertes Material der Hornhaut 5 entfernt werden, indem der Flap teilweise abgehoben und zurückgeklappt wird.
Die Erzeugung einer Schnittfläche 16 mittels des laserchirurgischen Instrumentes 2 ist in 3 schematisch dargestellt. Durch Aneinanderreihung der Plasmablasen 8 in Folge stetiger Verschiebung des Fokus 7 des gepulsten fokussierten Laserstrahls 3 entlang der Schnittlinie 17 wird eine Schnittfläche 16 gebildet. Um ein Teilvolumen zu entnehmen müssen zwei solche Schnittflächen 16, 16' in geeigneter geometrischer Zuordnung zueinander und geeigneter Form gebildet werden.
Die Fokusverschiebung erfolgt dabei zum einen in einer Ausführungsform mittels einer in 2 nicht dargestellten Ablenkeinheit in x und y, zum anderen wird das Teleskop 6 zur Ansteuerung in z-Richtung geeignet verstellt. Dadurch kann der Fokus 7 entlang dreier orthogonaler Achsen verstellt werden.
Zum Erzeugen der Schnittfläche 16 wird nun der Fokus 7 entsprechend der Schnittlinien 17 durch die Ablenkeinheit verstellt, wobei die Zoom-Optik 6 für jede Schnittlinie 17 eine entsprechende z-Koordinate für den Fokus 7 einstellen kann. Während der Fokus 7 über eine Schnittlinie 17 läuft, kann das Teleskop 6 fest eingestellt bleiben und lediglich während der in 3 gestrichelt eingezeichneten Übergängen 18 zwischen benachbarten Schnittlinien 17 ist ggf. eine Verstellung notwendig.
4 zeigt einen Querschnitt durch die Hornhaut (Cornea) 5, wie er sich nach dem Schneiden von zwei Schnittflächen 16, 16' zur Isolierung eines Lentikels 9 darstellt. Das Lentikel 9 ist noch vom Flap 10 bedeckt, welcher von einem Randschnitt (Öffnungsschnitt) 11 begrenzt ist. Der Randschnitt 11 ist so ausgeführt, dass ein Teil des Hornhautgewebes nicht getrennt wird und als Hinge 12 bestehen bleibt. Dadurch wird gesichert, dass der Flap 10 nicht vollständig abgetrennt wird und sich damit leichter wieder positionieren lässt.
5 zeigt den Querschnitt durch die Hornhaut 5 mit geöffnetem Flap 10, das Lentikel 9 ist jetzt gemäß dem Stand der Technik entnommen. Der Öffnungsschnitt 11 umfasst fast den gesamten Umfang des Lentikels 9.
In 6 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier ist ein Handstück 20 mit einer Einrichtung 21 zur Verflüssigung von Hornhautmaterial durch eine kleine Öffnung an das Lentikel 9 herangeführt. Die Einrichtung zur Verflüssigung des Hornhautmaterials kann dabei sowohl auf Ultraschall-Basis als auch auf Laser-Basis funktionieren. Das Handstück 20 weist weiterhin eine hier nicht dargestellte Einrichtung zum Absaugen des verflüssigten Hornhautmaterials des Lentikels auf. Um das Lentikel 9 besser vom restlichen Hornhautmaterial 5 trennen zu können ist eine Flüssigkeit 22 (z. B. BSS base saline solution) zwischen die Schnittflächen 16, 16' und das Lentikel 9 gebracht worden (hier übertrieben dargestellt). Durch die Einrichtung 21 wird das Lentikel 9 angesaugt, lokal verflüssigt und mittels des Handstücks 20 abgesaugt. Dabei wird das Handstück 20 durch den Operateur sukzessive durch den Raum des Lentikels 9 bewegt und dieses dadurch nach und nach zerstört und abgesaugt. Dabei liegt der besondere Vorteil dieses Verfahren zum einen darin, dass das Auge nicht mit μm-Genauigkeit festgehalten werden muss wie bei dem in WO 2004/105661 vorgeschlagenen Verfahren. Zum anderen ist die Handhabung des Handstücks dem Operateur durch seine Erfahrung mit Linsenentfernungen mittels Phakoemulsifikation bestens bekannt.
In 7 ist eine Erweiterung der Erfindung dargestellt. Hier ist durch einen zweiten Schnitt 11 ein zweites Handstück 23 in den Raum des Lentikels 9 eingeführt, durch welches Spülflüssigkeit auch während der Arbeit mit dem ersten Handstück 20 zugeführt werden kann. Das ist die sogenannte bimanuelle Arbeitsweise, wie sie auch aus der Linsenentfernung bekannt ist. Außer der Spülflüssigkeit lassen sich auch Pharmaka, z. B. zur besseren Abheilung, in die Hornhaut einbringen. Die Randschnitte 11 können auch viel kleiner als in 7 dargestellt ausgeführt werden, jedoch mindestens so groß dass das Handstück 20, 23 eingeführt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5984916 [0005, 0009]
- US 6110166 [0009, 0031]
- DE 102007019813 [0010]
- WO 2004/105661 [0011, 0041]
- US 3589363 [0021]
- US 3982541 [0021]
- DE 19747046 [0022]
- DE 1952574 [0022]

Claims

Vorrichtung zu Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut, welche eine Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels und eine Einrichtung zum Absaugen der entstandenen Flüssigkeit aufweist.
Vorrichtung zu Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels einen Ultraschall-Schwinger aufweist.
Vorrichtung zu Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass Einrichtung zur Verflüssigung des Lentikels eine Einrichtung zur Abgabe von optischer Strahlung aufweist.
Vorrichtung zu Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass die optische Strahlung Laserstrahlung ist.
Vorrichtung zu Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass eine Einrichtung zur Zuführung einer Spülflüssigkeit vorgesehen ist.
Verfahren zur Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut, wobei das Lentikel verflüssigt wird und die entstehende Flüssigkeit anschließend abgesaugt wird.
Verfahren zur Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass das Lentikel durch Ultraschall-Schwingungen zerstört wird.
Verfahren zur Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass das Lentikel durch optische Strahlung zerstört wird.
Verfahren zur Entnahme eines Lentikels aus der Hornhaut nach Anspruch 6, 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, dass eine Spülflüssigkeit in die Hornhaut eingebracht wird.