DE4405848C2 - Gerät zur Veränderung der Brechkraft der Hornhaut des Auges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut, die die Hornhaut nicht durchdringen und Entnahme des Hornhautgewebes aus den Vertie­ fungen für die Behandlung von brechungsbedingten Fehlsichtig­ keiten mit einer Handhabe und einem rohrförmigen Schneidmittel sowie einem Antriebsmittel für das Schneidmittel.

Vorrichtungen zur Herstellung von Vertiefungen in der Hornhaut sind für andere Zwecke bekannt. Aus der EP 0 424 945 A1 ist beispielsweise ein Entnahmegerät bekannt, das aus einer inne­ ren und einer äußeren Nadel aufgebaut ist. Die innere Nadel ist in der äußeren Nadel beweglich angeordnet. Des weiteren ist aus der EP 0 358 990 A1 eine Vorrichtung zur Durchführung einer Trepanation, insbesondere an der Augenvorderkammer be­ kannt, bei der ein im wesentlichen kreisförmiger Trepan durch ein handbetätigtes Zugmittel in eine Drehbewegung versetzt wird.

Ein weiterer Trepan ist aus der DE 28 11 869 A1 bekannt. Er besitzt ein mit einem rohrförmigen Oberteil durch Stege ver­ bundenes, ebenfalls rohrförmiges, axial unterhalb des Ober­ teils liegendes Schneidmesser. Das Schneidmesser wird entweder manuell mittels des Oberteils oder über einen Motor in Drehung versetzt. Bei motorischem Betrieb ist die Umdrehungsgeschwin­ digkeit des Schneidmessers in einem Bereich von 0 bis maximal 1.500 U/min einstellbar.

Sämtliche der vorgenannten Vorrichtungen dienen jedoch nicht der Behandlung von Fehlsichtigkeiten. Fehlsichtigkeiten erge­ ben sich durch vom normalsichtigen (emmetropen) Auge abwei­ chenden Hornhautkrümmungen. Beim emmetropen Auge geht man da­ von aus, daß die gekrümmte Hornhaut und die natürliche Linse im wesentlichen die parallel einfallenden Lichtstrahlen so brechen, daß ihr Brennpunkt in der Netzhautebene liegt. Be­ steht jedoch ein Mißverhältnis zwischen der Brechkraft und der Achsenlänge des optischen Systems, so liegt die oben erwähnte Fehlsichtigkeit (Ammetropie) vor, wobei bei einem kurzsichti­ gen (myopen) Auge der Brennpunkt vor der Netzhaut und bei ei­ nem weitsichtigen (hyperopen) Auge der Brennpunkt hinter der Netzhaut liegt. Wenn die Krümmung der Hornhaut in verschiede­ nen Richtungen unterschiedlich groß ist, bilden die ein­ fallenden Lichtstrahlen keinen gemeinsamen Brennpunkt. In solchen Fällen spricht man von einem Astigmatismus. Ein Astig­ matismus wirkt sich auf der Netzhaut durch Verzerrungen aus. Gemischte Myopien und Hyperopien kombiniert mit Astigmatismen machen rund 64% aller Fehlsichtigkeiten aus.

Gewöhnliche Korrekturmittel für derartige Fehlsichtigkeiten sind im wesentlichen Brillen und Kontaktlinsen. Starke Fehl­ sichtigkeiten versucht man durch operative Eingriffe zu besei­ tigen. Ziel der operativen Eingriffe ist eine Veränderung der Hornhautkrümmung und damit eine Verlegung des Brennpunktes auf die Netzhaut. Folgende Operationsmethoden und Geräte zur Ver­ änderung der Hornhautkrümmung sind erwähnenswert:

Zunächst die radiäre Keratotomie, bei der mehrere radiale Schnitte in die Peripherie der Hornhaut gelegt werden, wodurch die Hornhaut an Krümmungsradius verliert und somit eine ge­ ringere Brechkraft bekommt. Zwar handelt es sich bei der "radiären Keratotomie" um ein erprobtes, mit relativ geringem Zeitaufwand durchführbares Verfahren, jedoch ist die Vorhersa­ gegenauigkeit auf den Einfluß der Korrektur der Fehlsichtig­ keit relativ gering. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Schwächung der Hornhaut, so daß es sogar zu Perforationen kom­ men kann, was zum Abbruch der Operation zwingt. Darüber hinaus ist die radiäre Keratotomie vorwiegend auf das myope Auge be­ grenzt. Ferner sei noch auf die Keilexzision und die Epikera­ tophakie verwiesen. Bei den beiden vorgenannten Verfahren handelt es sich um große operative Eingriffe mit den üblichen damit verbundenen Risiken. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 85 25 799 U1 ist ein Gerät zur Durchführung der radiären Ke­ ratotomie mit nicht durchdringenden Einschnitten in der Horn­ haut bekannt. Ein auf der Hornhautoberfläche anschlagender Nocken soll die Schnittiefe des Schneidinstrumentes und damit eventuelle Perforationen der Hornhaut des Auges ausschließen.

Des weiteren sind weniger aufwendige Operationsmethoden unter Zuhilfenahme von Lasern bekanntgeworden. Besonders hervorzu­ heben in diesem Zusammenhang ist die seit 1987 praktizierte Methode der photorefraktiven Keratektomie (corneal shaping) bei der das Hornhautzentrum mit ultravioletten Strahlenimpul­ sen abgetragen wird. Diese seit 1987 in etwa 50.000 Fällen an­ gewandte Methode mit einem ultravioletten Laser (Excimerlaser) ist recht gut erprobt, bei guter Vorhersagbarkeit des Ergeb­ nisses. Nachteilig ist jedoch, daß die etwa DM 500.000,00 teu­ ren Excimerlaser sich bei den niedergelassenen Ärzten kaum mit Erfolg einführen lassen. Nach einer Laserbehandlung kann es darüber hinaus zu einer sogenannten Haze kommen. Damit ist ei­ ne Blendwirkung aufgrund der Narbenbildung im Zentrum der Hornhaut gemeint. Ferner besteht bei einer Überdosierung der Laserbehandlung die Gefahr der Perforation der Hornhaut. Wei­ terhin birgt die Laserbehandlung eine Infektionsgefahr.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes Gerät zu schaffen, mit dem sich insbesondere auch in der ambulanten Praxis brechungsbe­ dingte Fehlsichtigkeiten behandeln lassen, das möglichst weit­ gehend unabhängig von der Erfahrung des Operateurs eine hohe Perforationssicherheit und geringe postoperative Nachwirkungen gewährleistet.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, mit einem spitzen Ope­ rationsgerät die Hornhaut nicht durchdringende Vertiefungen herzustellen. Im Bereich der Vertiefungen (Punktion) kommt es zu einer sofortigen Aufsteilung der Hornhaut. Damit verbunden ist eine Veränderung der Brechkraft. In Abhängigkeit der An­ ordnung der Punktionen und deren Größe lassen sich verschie­ dene Effekte zur Beeinflussung von Fehlsichtigkeiten erzielen. Dieser Lösungsansatz ist insofern bemerkenswert, als die Ver­ wendung eines nadelgleichen und zudem auch noch angetriebenen Operationsgeräts eine Perforation erwarten läßt. Gleichwohl wird die vorstehend genannte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art durch eine den Eindringweg in die Horn­ haut durch seitliche Reibung und Eindellung der Hornhaut be­ grenzende, kontinuierliche Verjüngung des Schneidmittels zu einer kreisförmigen Schneide hin, die durch das Antriebsmittel in senkrecht zur Kreisebene oder um den Kreismittelpunkt schwingende oder um den Kreismittelpunkt rotierende Schneidbe­ wegungen versetzbar ist, wobei der Durchmesser der Schneide im Bereich von 10 bis 700 Mikrometer liegt, gelöst. Der 10-700 Mikrometer, vorzugsweise etwa 160 Mikrometer betragende Durch­ messer der Schneide entspricht allenfalls dem Durchmesser ei­ ner Nadel. Trotzdem ist diese Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut in hohem Maße perfora­ tionssicher, da sich das Schneidmittel kontinuierlich auf den auf der Hornhaut wirksamen Durchmesser der kreisförmigen Schneide verjüngt. Das Schneidmittel weist hierzu einen vorbe­ stimmten Winkel im Bereich seiner Verjüngung auf. Der Winkel bezogen auf die gedachte Längsachse des Schneidmittels wird im folgenden als Schneidenwinkel bezeichnet. Die stirnseitige Verjüngung der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt mit zuneh­ mender Schnittiefe auf ihrem Schnittweg durch die Hornhaut durch seitliche Reibung am Schnittrand und Eindellung der Hornhaut zu einer Abstützung der Vorrichtung, so daß ein wei­ teres Vertiefen der Hornhaut ab einem durch die Geometrie des Schneidmittels bestimmten Eindringweg unmöglich ist. Als zu­ sätzliche Sicherheit, um eine Perforation der Hornhaut auszu­ schließen, ist im Bereich der Verjüngung ein den Eindringweg des Schneidmittels in die Hornhaut begrenzender Abstandshalter vorgesehen. Dieser Abstandshalter setzt beim Erreichen eines vorzugsweise voreinstellbaren Eindringwegs auf der Hornhaut seitlich des Schneidmittels auf und verhindert damit ein wei­ teres Eindringen. Der Abstandshalter ist als nicht angetriebe­ nes (statisches) Hüllrohr ausgebildet, das in geeigneter Weise an dem Antriebsmittel befestigt ist und sich von dort aus das Schneidmittel ummantelnd erstreckt.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung, be­ steht darin, daß gleichzeitig mit der Herstellung der Vertie­ fung in der Hornhaut das Gewebe über das Schneidmittel ent­ nommen wird. Als Nebeneffekt lassen sich daher mit der Vorrichtung steril Proben entnehmen und für verschiedene Zwecke weiterverarbeiten.

Der einfache Aufbau der Vorrichtung erlaubt deren Anwendung für jeden Augenarzt in ambulanter Praxis. Teure Großanlagen wie bei der Laserablation sind nicht notwendig. Darüber hinaus ist bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Perfo­ rationsgefahr minimal. Die Hornhaut bleibt wesentlich stabiler als bei sämtlichen bekannten Verfahren, da sie weder durch einen Flächenabtrag noch durch längere Schnitte geschwächt wird. Eine minimale Vertiefung der Hornhaut neigt nicht zur Perforation unter hoher Belastung.

Die kreisförmige Schneide kann entweder durch eine schnell drehende Turbine in um den Kreismittelpunkt rotierende Schneidbewegungen oder durch ein oszillierende Bewegungen er­ zeugendes Antriebsmittel in senkrecht zur Kreisebene oder um den Kreismittelpunkt schwingende Schneidbewegungen versetzt werden. Ein oszillierender Antrieb erfordert allerdings, das mit der Vorrichtung geschnittene Hornhautgewebe mit geeigneten Maßnahmen, beispielsweise per Unterdruck, aus der Vertiefung zu entnehmen. Entscheidend für den Behandlungserfolg ist nämlich eine sichere Entfernung des von dem Schneidmittel hergestellten Stanzkörpers aus der Hornhaut. Nur dann zeigt die Hornhaut die gewünschten langfristigen, brechkraftändern­ den Effekte. Bei Verwendung eines Turbinenantriebs verbessert sich mit zunehmender Turbinendrehzahl der Behandlungserfolg. Bevorzugte Turbinendrehzahlen liegen im Bereich zwischen 10 und 30.000 U/min.

Zur Verlängerung der Wartungsintervalle des Operationsgerätes kann das Schneidmittel im Bereich der Verjüngung, insbesondere an seiner Schneide, gehärtet sein. Hierzu eignet sich entweder die Ausbildung als Diamantschneide oder die Härtung der Schneide mit allgemein bekannten Verfahren.

Die richtige Anordnung der Vertiefungen in der Hornhaut, um das gewünschte Behandlungsziel zu erreichen, läßt sich durch eine wie eine Schablone wirkende Kontaktlinse gemäß Anspruch 11 erheblich erleichtern. Diese Kontaktlinse muß nicht zwin­ gend rund sein, sondern kann in den Grenzen der Gestalt der Hornhaut auch andere Formen aufweisen. Die beispielsweise mit einem Cyanacrylat auf der Hornhaut befestigte Kontaktlinse besitzt an den Stellen Öffnungen, an denen der Chirurg die Vertiefungen vorzusehen hat.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen des nä­ heren erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung,

Fig. 2 die Darstellung eines Schneidmittels der Vorrich­ tung jedoch ohne Antriebsmittel, teilweise ge­ schnitten,

Fig. 3 eine Darstellung des von einem Abstandshalter um­ mantelten Schneidmittels sowie

Fig. 4 eine Darstellung eines verstellbaren Abstandshal­ ters.

Fig. 1 zeigt eine schematische Teilansicht der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Herstellung von Vertiefungen in der Hornhaut, im folgenden als Operationsgerät 1 bezeichnet. Das Operationsgerät 1 besteht im wesentlichen aus einer Antriebs­ einheit 2, die das in Fig. 1 nur teilweise dargestellte, als Schneidmittel dienende Hohlrohr 3 in Drehbewegung versetzt. Bei voller Drehzahl erreicht das Hohlrohr 3 etwa 30.000 U/min. Das Hohlrohr 3 wird von einem fest an der Antriebseinheit 2 befestigten Hüllrohr 4 ummantelt, das als Abstandshalter den Eindringweg des Hohlrohrs 3 in die Hornhaut auf höchstens 0,6 mm begrenzt.

Einzelheiten des Hohlrohres 3 ergeben sich aus Fig. 2. Wie deutlich dort zu erkennen, besteht das Hohlrohr 3 aus einem Schaft 6 mit einer Halterung 7, um das Hohlrohr 3 sicher in das Bohrfutter 8 (vgl. Fig. 1) einspannen zu können. Der Schaft 6 geht an dem der Halterung 7 abgewandten Seite in ei­ nen schlankeren Abschnitt a über, der sich schließlich stirn­ seitig auf den auf der Hornhaut wirksamen Durchmesser 11 ver­ jüngt. Dieser auf der in der Zeichnung nicht dargestellten Hornhaut wirksame Durchmesser des kreisförmigen Hohlrohres 3 soll im folgenden als Schneide 11 bezeichnet werden. Der von der Schneide 11 ausgehende Kanal 12 des Hohlrohres 3 muß sich nicht zwangsläufig durch das gesamte Hohlrohr erstrecken. Ein durchgehender Kanal 12 ist allerdings vorteilhaft, da sich 1 dann das mit dem Hohlrohr 3 entnommene Gewebe problemlos mit einem auf den Durchmesser des Kanals abgestimmten Mandrin ent­ fernen läßt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der vordere Abschnitt des Hohlrohrs 3 folgende Geometrie: Der schlankere Abschnitt a des Hohlrohres 3 weist einen Durchmesser von 1,5 mm auf, die sich auf der Länge 13 von 1,5 mm auf den Durchmesser der Schneide 11 von 0,16 mm verjüngt. Daraus resultiert ein Schneidenwinkel 14 von etwa 24°. Aus Fig. 2 ist weiterhin er­ sichtlich, daß die Verjüngung von dem schlankeren Abschnitt a zur Schneide 11 gleichmäßig verläuft. Hierauf ist jedoch die Erfindung keineswegs beschränkt. Es ist durchaus auch ein kon­ vexer Verlauf, der sich zwischen der Schneide 11 und dem schlankeren Abschnitt a erstreckenden Außenwand 15 denkbar. Ferner sind je nach Anwendungsfall die unterschiedlichsten Ab­ messungen für den Durchmesser der Schneide 11 im Bereich zwi­ schen 10-700 µm und damit entsprechende Abmessungen des schlankeren Abschnitts a des Hohlrohrs 3 denkbar. In der Regel wird bei einem größeren Durchmesser der Schneide 11 die Außenwand 15 stärker nach außen gewölbt sein, um Perforationen sicher zu verhindern. Bei kleineren Schneiden kann demgegen­ über der Schneidenwinkel noch etwas spitzer als in dem gezeig­ ten Ausführungsbeispiel sein.

Aus Fig. 3 ist eine genauere Darstellung des Hohlrohrs 3 in Verbindung mit dem als Abstandshalter wirkenden Hüllrohr 4 zu sehen. Eine antriebsseitig an dem Hüllrohr 4 dargestellte Büchse 16 (vgl. Fig. 1) läßt sich über einen entsprechenden an der Antriebseinheit 2 angeordneten Zapfen 17 stülpen, so daß das Hüllrohr 4 fest auf der Antriebseinheit 2 sitzt. Auch das Hüllrohr 4 verjüngt sich stetig (vgl. Pos. 18), um die freie Sicht des Operateurs auf das Operationsfeld nicht zu be­ hindern. Das Hüllrohr 4 endet in einem Abstand vor der Schnei­ de 11 des Hohlrohres 3, so daß der abgerundete Anschlag 19 des Hüllrohres 4 sanft auf der Hornhaut aufsetzt, wenn die ge­ wünschte Eindringtiefe der Außenwand 15 des Hohlrohres 3 in die Hornhaut erreicht ist. Der Abstand des Anschlags 19 von der Schneide 11 muß wegen der unvermeidlichen Eindellung der Hornhaut etwas größer als der gewünschte Eindringweg gewählt werden. Andernfalls würde der Anschlag 19 zu früh auf der Hornhaut aufsetzen. Verschiedene Abstände zwischen Schneide 11 einerseits und Anschlag 19 andererseits lassen sich entweder durch einen Wechselsatz unterschiedlich langer Hüllrohre 4 realisieren oder durch ein fein einstellbares Hüllrohr 21, wie es sich aus Fig. 4 ergibt. Die Ausgestaltung und Wirkung des Hüllrohres 21 entspricht dem der Fig. 3, so daß hierauf nicht näher eingegangen werden braucht. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß das Hüllrohr 21 antriebsseitig geteilt ist. Das den Anschlag 19 aufweisende Ende des Hüllrohres 21 weist eine Mikrometerschraube 22 auf, die in Verbindung mit dem entsprechenden Gewinde 23 eine Feinverstellung des Abstandes des Anschlags 19 zur in Fig. 4 nicht gezeigten Schneide 11 des Hohlrohres 3 zuläßt.

Bei der Handhabung des Operationsgerätes wird der Chirurg versuchen, das Operationsgerät in einem möglichst rechten Winkel zu einer gedachten Tangentialebene an die Hornhaut des Auges heranzuführen. Der vermittels der schnelldrehenden Antriebseinheit 2 etwa mit 30.000 U/min drehende Hohlrohr 3 wird sodann unter leichtem Druck auf der Hornhaut aufgesetzt, um die gewünschte Vertiefung herzustellen. Nach einem vorbestimmten Eindringweg, der zum einen durch das sich verjüngende Hohlrohr und zum anderen durch den Abstandshalter begrenzt ist, zieht er das Hohlrohr langsam und gleichmäßig aus der Vertiefung zurück. In dem in Fig. 2 dargestellten Kanal 12 befindet sich nun das Hornhautgewebe, das durch die schnelldrehende Turbine zugleich auch exakt aus der Vertiefung gelöst wird. Je nach gewünschtem Behandlungsziel wird die Zahl und Anordnung der herzustellenden Vertiefungen variiert. Das im Kanal 12 befindliche Hornhautgewebe wird mit Hilfe eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Mandrins nach Entnahme des Hohlrohrs 3 aus dem Bohrfutter 8 entfernt. Hierzu wird der Mandrin halterungsseitig durch das Hohlrohr 3 in Richtung der Schneide 11 gestoßen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut, die die Hornhaut nicht durchdringen und Ent­ nahme des Hornhautgewebes aus den Vertiefungen für die Be­ handlung von brechungsbedingten Fehlsichtigkeiten mit ei­ ner Handhabe und einem rohrförmigen Schneidmittel sowie einem Antriebsmittel für das Schneidmittel gekennzeichnet durch eine den Eindringweg in die Hornhaut durch seitliche Reibung und Eindellung der Hornhaut begrenzende, kontinu­ ierliche Verjüngung des Schneidmittels (3) zu einer kreis­ förmigen Schneide (11) hin, die durch das Antriebsmittel (2) in senkrecht zur Kreisebene oder um den Kreismittel­ punkt schwingende oder um den Kreismittelpunkt rotierende Schneidbewegung versetzbar ist, wobei der Durchmesser der Schneide (11) im Bereich von 10 bis 700 Mikrometer liegt.

2. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Bereich der Verjüngung angeordneten Abstandshalter (4), der die Eindringtiefe des Hohlrohres in die Hornhaut be­ grenzt.

3. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (4) die Eindringtiefe in die Hornhaut auf höchstens 0,6 mm begrenzt.

4. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Eindringtiefe durch ein auf den Abstandshal­ ter (4) wirkendes Verstellmittel (22, 23) veränderlich ist.

5. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellmittel eine Feinjustierung, mit einer Mikrome­ terschraube (22, 23) als Verstellorgan, aufweist.

6. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstandshalter als das Schneidmittel (3) ummantelndes Hüllrohr (4) ausgebildet ist und sich vom Antriebsmittel weg erstreckt.

7. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schneidmittel (3) mit dem Antriebs­ mittel lösbar verbunden ist und das Antriebsmittel (2) ei­ ne schnell drehende Turbine mit 10.000-30.000 U/min ist.

8. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung zwischen Schneidmittel (3) und An­ triebsmittel (2) einen Schnellverschluß (16, 17) aufweist.

9. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Antriebsmittel ein Ultraschall­ schwingungsgeber ist.

10. Vorrichtung zur Herstellung von mehreren Vertiefungen in der Hornhaut nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schneidmittel im Bereich der Ver­ jüngung gehärtet ist.

11. Auf der Hornhaut fixierbare Kontaktlinse zum erleichterten Herstellen von Vertiefungen mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch eine wie eine Schablone wirkende Kontaktlinse mit Öffnungen an den Stel­ len, an denen Vertiefungen vorgesehen sind.