DE4442931C2 - Vorrichtung zur Behandlung des erhöhten Augeninnendruckes - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Bei der Erfindung handelt es sich um ein augenärztliches Gerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit dem der Strömungswiderstand für den Abfluß des Kammerwassers des menschlichen Auges reduziert und dadurch der krankhaft erhöhte Augeninnendruck gesenkt werden kann.

Stand der Technik

Bei der überwiegenden Zahl der Patienten mit chronisch erhöhtem Augen­ innendruck wird dieser durch eine Erhöhung des Abflußwiderstandes im soge­ nannten Trabekelwerk des Kammerwinkels verursacht. Bei diesem Trabekelwerk handelt es sich um ein netzartiges Gewebe, in dem der größte Teil des Druckgra­ dienten zwischen dem Augeninneren und -äußeren abfällt. Wird dieses Maschenwerk auf irgendeine Weise verstopft, beispielsweise durch eingelagertes Pigment aus der Iris, so steigt der Abflußwiderstand und mit ihm der Augeninnendruck an, was letztlich in vielen Fällen zur Erblindung durch Druckschädigung des Seh­ nerven führt. Eine kausale Behandlung muß daher also in einer Verbesserung des Abflusses durch Verminderung des Abflußwiderstandes bestehen. Hierzu sind verschiedene Laserverfahren bekannt.

Bei der sogenannten Trabekuloplastik werden mit dem Laser thermische Koagulationseffekte in einem Teil des Trabekelwerks gesetzt. Das Gewebe kon­ trahiert sich an den betreffenden Stellen, was zu einer Aufweitung des Maschen­ werks in der Nachbarschaft führt. Setzt sich die so eröffnete Geweberegion je­ doch erneut zu, was bei der überwiegenden Zahl der Patienten nach einigen Jahren der Fall ist, so kann dieser Eingriff höchstens einmal wiederholt werden. Eine nochmalige Wiederholung würde insgesamt zu einem so großen Anteil an koaguliertem Trabekelwerk führen, daß nicht genug offenes Gewebe übrig blie­ be, und so insgesamt der gegenteilige Effekt erreicht würde.

Bei der sogenannten Trabekulopunktur wird das Trabekelwerk an einzelnen Stellen aufgerissen, indem mit einem Impulslaser höchster Leistungsdichte ein optischer Durchbruch (Plasmaerzeugung) unmittelbar im Kammerwinkel pla­ ziert wird. Die aufgerissenen Stellen verwachsen jedoch nach einigen Wochen wieder. Außerdem hat der Eingriff ein nicht unerhebliches Risiko, da sich in der Regel eine Mitschädigung der Frischwurzel mit daraus resultierender Blutung und Entwicklung eines erheblichen Reizzustandes kaum vermeiden lassen.

Die sogenannte Trabekuloablation vermeidet zwar die Schäden der Trabe­ kulopunktur, indem die Austrittsfaser des hierfür verwendeten Lasers direkt unmittelbar vor das Trabekelwerk gesetzt wird, und indem ein auf Wasser als absorbierendes Medium abgestimmter (z. B. Er:YAG-) Laser verwendet wird, so daß (fast) nur eine Gewebereaktion an der gewünschten Stelle stattfindet, dafür ist aber bei diesem Verfahren wie auch bei einer Reihe von anderen abflußver­ bessernden chirurgischen Techniken eine Eröffnung des Auges erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung verfügbar zu machen, mit der der Abfluß durch das Trabekelwerk verbessert wird. Der zu­ gehörige Eingriff soll ohne Eröffnung des Auges von außen möglich und mehrfach wiederholbar sein. Die Einrichtung soll außerdem technisch weniger aufwendig und daher kostengünstiger sein als die bekannten Lasergeräte.

Kurze Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Einrichtung besteht aus einem flüssig­ keitsgefüllten Hohlellipsoid, in dessen ersten Brennpunkt eine Druckwelle er­ zeugt wird. Der zweite Brennpunkt des von außen auf das Auge aufgesetzten Ellipsoids befindet sich im Trabekelwerk. Ein großer Teil der im ersten Brenn­ punkt erzeugten akustischen Energie wird also in das Trabekelwerk fokussiert. Die in das Trabekelwerk hineingeleitete Energie wird so dimensioniert, daß zwar eine Auflockerung des Gewebes, nicht jedoch eine Gewebezerreißung stattfin­ det. Durch diesen "Teppichklopfeffekt" wird ein Teil des abgelagerten Materials freigesetzt und an das Kammerwasser abgegeben.

Bevorzugte Ausführung und Ausführungsalternativen

Das Prinzip der Einrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. In den ersten Brenn­ punkt 1 eines Hohlellipsoids werden zwei Elektroden 3, 4 so geführt, daß ihre Spitzen einen Abstand von < 0.1 mm haben. Verbindet man die Elektroden mit einem aufgeladenen elektrischen Kondensator, dessen Ausgangsspannung über der Durchbruchsspannung für das Elektrodenpaar liegt, so entsteht eine Blitz­ entladung mit Plasmabildung und sich daraus ergebender Druckwelle, deren Zentrum im ersten Brennpunkt 1 des Ellipsoids liegt. Diese Druckwelle wird von den Wänden des Ellipsoids reflektiert und auf seinen zweiten Brennpunkt 2 fokussiert. Das Ellipsoid besteht bevorzugt aus einem Material mit möglichst hoher akustischer Impedanz (Produkt aus Dichte und Schallgeschwindigkeit), beispielsweise Messing, um den reflektierten Anteil der Druckwelle im Vergleich zum durchgelassenen möglichst hoch zu halten. Das Innere des Ellipsoids ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, beispielsweise Wasser, deren akustische Impedanz der des Auges möglichst nahe kommt, um die Reflektionsverluste beim Eintritt ins Auge möglichst niedrig zu halten. Die auf das Auge 5 aufgesetzte Austrittsöff­ nung der Einrichtung ist mit einer Membran 6 verschlossen, deren akustische Impedanz aus dem gleichen Grund ebenfalls möglichst nahe an der von Wasser liegt. Hierfür kann beispielsweise Latex verwendet werden. Bei der Anwendung wird zwischen Auge 5 und Membran 6 ein Gel gegeben, wie es von Ultraschall­ untersuchungen am Auge bekannt ist, um Reflektionsverluste durch Luft zu vermeiden.

Der dem Auge zugewandte Teil 7 der Einrichtung ist nicht als Ellipsoid, son­ dern als Kegel ausgeführt, damit dieser Teil nicht zu groß wird, was die Hand­ habbarkeit bei der Anwendung beeinträchtigen würde. Da der Kegel 7 die vom ersten Brennpunkt 1 ausgehende Druckwelle nicht in den zweiten Brennpunkt 2 fokussiert, geht ein Teil der Energie verloren. Dieser Anteil ist allerdings nur proportional zum Raumwinkelanteil des Kegels 7, der vom ersten Brennpunkt aus gesehen wird (typisch 20-30%).

Die Verwendung eines sehr langgestreckten Ellipsoids, bei dem auch der dem Auge zugewandte Teil eine Ellipsoidform und nicht eine Kegelform hat, ist zwar auch möglich, aber eher ungünstig, da der Abbildungsfehler der Druckwelle für die Abbildung in den zweiten Brennpunkt bei einem sehr langgestreckten Ellipsoid in der Regel zu groß wird.

Um die genaue Position des zweiten Brennpunktes 2 auf die individuelle Dicke der Lederhaut des betreffenden Auges abzustimmen wird die Position der Elektrodenspitzen in Richtung der Hauptachse des Ellipsoids mit mecha­ nischen Mitteln (im Bereich weniger Zehntel mm) verstellt. Diese Verstellung ist konstruktiv besonders einfach möglich, wenn (im Gegensatz zu der Anord­ nung in Fig. 1) die beiden Elektroden koaxial in der Hauptachse des Ellipsoids in dieses eingeführt werden. Allerdings trägt dann der Scheitel des Ellipsoids, durch den die Elektroden geführt werden, nicht mehr zur akustischen Abbildung bei. Bei geringem Abstand zwischen Brennpunkt und Scheitel geht dadurch ein recht großer Raumwinkelanteil für die Abbildung verloren.

Da es durch die Funkenentladung zu einem allmählichen Abbrand von Elek­ trodenmaterial kommt, müssen diese von Zeit zu Zeit erneuert werden. Alterna­ tiv kann die Lebensdauer der Elektroden dadurch verlängert werden, daß ihre Spitzen nach einiger Zeit mit mechanischen Mitteln neu zueinander positioniert werden.

Die in das Trabekelwerk hineingeleitete Energie kann durch Variation der elektrischen Energie bei der Funkenentladung, beispielsweise durch Änderung von Kapazität oder Spannung eines Kondensators, der sich über die Elektroden 3, 4 entlädt, variiert werden.

Da durch die Ellipsoidform nicht nur eine Abbildung der Druckwelle, son­ dern auch eine Abbildung des erzeugten Lichtblitzes vom ersten in den zwei­ ten Brennpunkt erfolgt, kann durch den UV-Anteil dieses Lichtes eine Strah­ lenschädigung des Auges induziert werden. Diese wird vermieden, wenn die schädigende Strahlung mit optischen Mitteln herausgefiltert wird, beispielswei­ se durch einen UV-absorbierenden Farbstoff, der in der Flüssigkeit gelöst ist, die das Hohlellipsoid ausfüllt, oder beispielsweise durch Verwendung eines UV- absorbierenden Materials für die Membran 6.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Verringerung des Abflußwiderstandes für das Kammer­ wasser im Trabekelwerk des menschlichen Auges, gekennzeichnet da­ durch, daß zum Aufsetzen auf das Auge (5) eine Kontaktfläche (6) verbunden mit einem Teil eines flüssigkeitsgefüllten Hohlellipsoids vorge­ sehen ist, in dessen erstem, außerhalb des Auges gelegenem Brennpunkt (1) eine Druckwelle erzeugbar ist, die in seinem zweiten, innerhalb des Au­ ges in den Bereich des Trabekelwerks legbaren Brennpunkt fokussierbar ist, wobei durch die Druckwelle das Trabekelwerk mechanisch auflockerbar und/oder dort eingelagertes Material herausschleuderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Er­ zeugung der Druckwelle im ersten Brennpunkt (1) des Hohlellipsoids eine elektrische Funkenentladung über ein dort positioniertes Elektrodenpaar (3, 4) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß mecha­ nische Mittel zur Feinpositionierung des Elektrodenpaares (3,4) vorgese­ hen sind, durch die indirekt der im Auge gelegene Punkt des maximalen Druckes verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß mechani­ sche Mittel zur Positionierung der Spitzen der Elektroden (3, 4) zueinander vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß elektrische Mittel vorhanden sind, mit denen die pro Funkenentladung am Elektro­ denpaar (3, 4, ) freigesetzte Energie und somit auch die Stärke der Druck­ welle variierbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß optische Mittel vorgesehen sind, mit denen das bei der Funkenentladung freiwer­ dende UV-Licht zur Vermeidung von Strahlenschäden herausfilterbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die auf das Auge (5) aufsetzbare Kontaktfläche eine Membran (6) ist, die den flüssig­ keitsgefüllten Innenraum des Hohlellipsoids vom Auge abtrennt, wobei die akustische Impedanz der Membran (6) sich möglichst wenig von der des Auges (5) und der der Flüssigkeit im Hohlellipsoid unterscheiden soll.