DE60126435T2 - Apparat zur behandlung von presbyopie und anderer augenerkrankungen mit faser-gekoppelten lasern - Google Patents

Apparat zur behandlung von presbyopie und anderer augenerkrankungen mit faser-gekoppelten lasern Download PDF

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Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen für die Behandlung von Presbyopie, Glaukom und Katarakt mithilfe von Faser-gekoppelten Lasern und Nicht-Laservonichtungen, um das Skleragewebe zu abladieren.
  • 2. STAND DER TECHNIK
  • Die Umgestaltung der Kornea wird einschließlich eines Verfahrens, das als photorefraktive Keratektomie (PRK) bezeichnet wird, und eines neuen Verfahrens, welches als Laser-gestützte in situ Keratomileusis oder laserintrastomale Keratomileusis (LASIK) bezeichnet wird, durchgeführt mithilfe von Lasern in dem Bereich der Ultraviolett(UV)-Wellenlänge von (193–213) nm. Die kommerziellen UV-refraktiven Laser enthalten ArF-Excimerlaser (bei 193 nm) und andere Nicht-Excimer-Festkörperlaser, wie diejenigen, die von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung 1992 (US-Pat. Nr. 5.144.630) und 1996 (US-Pat. Nr. 5.520.679) vorgeschlagen wurden. Der oben beschriebene Stand der Technik unter Verwendung von Lasern für die Umgestaltung der Korneaoberflächenkrümmung ist allerdings beschränkt auf die Korrektur von Myopie, Hyperopie und Astigmatismus.
  • Refraktive Chirurgie mithilfe einer Abtastvorrichtung und Lasern im Bereich der mittleren Infrarot(mid-IR)-Wellenlänge wurde zuerst von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung in den US-Pat. Nr. 5.144.630 und 5.520.679 und später von Telfair et al. in der US-Pat. Nr. 5.782.822 vorgeschlagen, in welchen die Erzeugung einer mittleren IR-Wellenlänge von (2,5–3,2) Mikrometer anhand von verschiedenen Verfahren offenbart wurde, einschließlich: Er:YAG-Laser (bei 2,94 Mikrometer), dem kaskadierten Raman-Festkörperlaser (bei 2,7–3,2 Mikrometer) und den Lasern mit optischer parametrischer Oszillation (OPO) (bei 2,7–3,2 Mikrometern).a
  • Eine Umgestaltung der Kornea kann auch mithilfe von laserthermischer Koagulation, die gegenwärtig mit einem Ho:YAG-Laser (bei einer Wellenlänge von etwa 2 Mikrometer) ausgeführt wird, welche von Sands in der US-Pat. Nr. 5.484.432 vorgeschlagen wurde, erfolgen. Dieses Verfahren war allerdings auf hyperope Korrekturen mit niedriger Dioptrie beschränkt. Genau genommen wurde durch diesen Stand der Technik keine echte „Presbyopie" korrigiert und für hyperopische Patienten nur eine Monovision erreicht. Benötigt wurde ein Thermolaser und der mit Laser behandelte Bereich lag innerhalb des optischen Zonendurchmessers von etwa 7 mm.
  • Ruiz schlug in der US-Pat. Nr. 5.533.997 für die Korrektur bei presbyopischen Patienten die Benutzung der Laserablation der Korneaoberfläche vor. Dieser Stand der Technik muss jedoch eine multifokale (oder bifokale) Oberfläche auf dem zentralen Anteil der Kornea erzeugen, um die gewünschte Presbyopiekorrektur zu erreichen. Die Krümmungsänderung der Kornea durch Laserablation löste bei diesem Stand der Technik allerdings nicht die intrinsischen Probleme von Presbyopiepatienten, welche aufgrund ihres Alters hervorgerufen wurden, und bei denen die Akkommodation der Kornealinse durch altersbedingten Elastizitätsverlust nachlässt.
  • Alle oben gemäß dem Stand der Technik beschriebenen Verfahren benutzen für die Veränderung der Oberflächenkrümmung der Kornea entweder Gewebeablation (wie beispielsweise mit UV-Laser) oder thermische Schrumpfung (wie beispielsweise mit Ho:YAG-Laser) und alle verwenden Laser auf dem zentralen Abschnitt der Kornea.
  • Das alternative Verfahren für die Presbyopiekorrektur besteht daher darin, die Akkommodation bei presbyopischen Patienten zu erhöhen, indem die intrinsischen Eigenschaften der Sklera und des Ziliargewebes so verändert werden, dass sie die Linsenakkommodation ohne Veränderung der Korneakrümmung verstärken. Dieses Verfahren für die Skleraablation unterscheidet sich grundsätzlich von allen anderen Verfahren gemäß dem Stand der Technik, einschließlich dem Verfahren von Ruiz, in welchem für die Presbyopiekorrektur eine Umgestaltung der Korneakrümmung in multifokale Formen erforderlich war.
  • Um presbyopische Patienten zu behandeln oder die Presbyopie rückgängig zu machen, wurde von Schachar in den US-Patentschriften 5.489.299, 5.722.952, 5.465.737 und 5.354.331 das Konzept für die Expansion der Sklera durch mechanische Vorrichtungen vorgeschlagen. Diese mechanischen Vorgehensweisen haben Nachteile bezüglich der Komplexität, und sie sind zeitaufwändig, kostenintensiv und bringen potenzielle Nebenwirkungen mit sich. Für die Behandlung der Presbyopie wird von Schacher in den Patentschriften Nr. 5.529.076 und 5.722.952 die Verwendung von Hitze oder Bestrahlung auf dem Korneaepithel vorgeschlagen, um das Wachstum der kristallinen Linse zu verhindern, und es wurde auch die Verwendung von Lasern vorgeschlagen, um die Teile der Dicke der Sklera zu abladieren. Dieser Stand der Technik stellt jedoch keine Einzelheiten oder praktische Verfahren oder Laserparameter für presbyopische Korrekturen dar. Es wurden keine klinischen Studien durchgeführt, um die Effektivität der vorgeschlagenen Konzepte zu zeigen. Die Konzepte, die in den Schacher Patentschriften 5.354.331 und 5.489.299 in Bezug auf geeignete Laser für die Ablation von Sklerageweben vorgeschlagen wurden, waren nicht korrekt, weil er nicht identifiziert hat, welche Laser „kalte Laser" sind. Viele seiner vorgeschlagenen Laser sind Thermolaser, welche eher zu thermischen Verbrennungen auf der Kornea führen werden statt zu einer Gewebeablation. Darüber hinaus wurden in diesen früheren Patentschriften klinische Fragen wie beispielsweise Lokalisierung, Muster und Tiefe des zu entfernenden Skleragewebes nicht angegeben. Außerdem ist es notwendig, einen Abtast- oder Faser-gekoppelten Laser zu benutzen, um das gewünschte Ablationsmuster zu erhalten und die Ablationstiefe auf dem Skleragewebe zu kontrollieren. Die Verfahren von Schachar bedingen auch eine Schwächung der Sklera und erhöhen ihren Durchmesser durch Expansion, während das vorgeschlagene Konzept der vorliegenden Erfindung neue Mechanismen für die Akkommodation bereitstellt.
  • Die Korrektur der „Presbyopie", die von Ruitz (US-Pat. Nr. 5.533.997) unter Verwendung eines Excimer(ArF)lasers vorgeschlagen wurde, erfordert ebenso, dass die Korneaoberfläche umgestaltet wird, um eine „multifokale" Wirkung für Presbyopie-Patienten zu bilden, damit diese nah und weit sehen können. Die Korrektur der „Presbyopie" von Ruitz ist allerdings grundsätzlich verschieden von der des vorliegenden Patents, durch welches die Korneakrümmung nicht verändert wird. Die Presbyopiekorrektur, die in dem vorliegenden Patent vorgeschlagen wird, beruht darauf, dass die Akkommodation bei dem Patienten erhöht wird anstatt die Oberfläche der Kornea in eine „multifokale" Oberfläche umzugestalten.
  • Die Technik, die in dem Stand der Technik von Bille (Pat. Nr. 4.907.586) benutzt wird, erfordert einen quasi kontinuierlichen Laser mit einer Impulsdauer von weniger als 10 Pikosekunden sowie einem Fokussierpunkt von weniger als 10 Mikrometer Durchmesser, und der Laserstrahl wird auf das Innere eines ausgewählten Gewebes beschränkt, um Myopie, Hyperopie oder Astigmatismus zu korrigieren. Bille schlug ebenfalls vor, den Laser in die Linse eines Auges zu fokussieren, um die Presbyopie zu verhindern. Dieses System gemäß dem Stand der Technik ist sehr kompliziert und benötigt eine genaue Kontrolle der Laserstrahlgröße und Fokussierposition. Zudem kann das klinische Problem eines Katarakts auftreten, wenn der Laser in den Linsenbereich gerichtet wird.
  • Ein weiterer Stand der Technik, der von Spencer Thornton (Kapitel 4, „Surgery for hyperopia and presbiopia", herausgegeben von Neal Sher (Williams & Wilkins, MD, 1997)) vorgeschlagen wurde, besteht darin, ein Diamantmesser zu benutzen, um radiale Schnitte um die Limbusbereiche anzubringen. Es bedarf eines tiefen (90%–98%) Schnittes des Skleragewebes, um die Akkommodation der Linse zu erreichen. Dieses Verfahren bringt allerdings viele Blutungen mit sich, und es ist schwer, die Tiefe des Schnitts zu kontrollieren, wozu eine umfassende Erfahrung seitens des Chirurgen nötig ist. Ein weiterer Nachteil für die Presbiopiekorrektur, der durch die oben beschriebenen Einschnittverfahren bedingt ist, ergibt sich aus der bedeutenden postoperativen Regression von etwa (30%–80%). Bei dem Laserablationsverfahren, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, ist diese Regression minimal. Wir behaupten, dass es einen intrinsischen Unterschied zwischen dem in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Ablationsverfahren und dem Messereinschnittverfahren gibt. Der Skleraraum, der durch das Einschnittverfahren hervorgerufen wird, ist nicht dauerhaft und kann während der Heilung des Gewebes größtenteils reduziert werden und verursacht die Regression. Diese Hauptursache für die Regression bei dem Einschnittverfahren wird bei den Laser- oder Nicht-Laserablationsverfahren, wie sie in dieser Erfindung vorgeschlagen werden und bei denen Teile des Skleragewebes dauerhaft entfernt werden, nicht auftreten.
  • Das wichtige Konzept, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, besteht darin, die postoperativen Ergebnisse zu unterstützen, welche eine minimale Regression zeigen. Wir haben vorgeschlagen, dass die durch den Laser aufgrund von abladiertem Skleragewebe entstandene „Lücke" wenige Tage nach der Operation durch subkonjunktivales Gewebe aufgefüllt wird. Dieses aufgefüllte subkonjunktivale Skleragewebe ist viel flexibler als das ursprüngliche Skleragewebe. Daher wird die aufgefüllte Lücke im Skleragewebe dazu führen, dass der darunter liegende Ziliarkörper über mehr Raum zur Bewegung verfügt. Dies wird es dann wiederum dem Ziliarkörper ermöglichen, die Zonularfasern, welche mit der Linse verbunden sind, zusammenzuziehen oder auszudehnen, wenn der presbyopische Patient seine Linsenkrümmung für Weit- und Fernsicht anpasst. Die oben beschriebenen subkonjunktivalen Skleraauffülleffekte und der Anstieg in der „Flexibilität" des Sklerabereichs unterscheiden sich grundsätzlich von dem Konzept der skleralen „Expansion" (oder Schwächung), welches gemäß dem Stand der Technik von Schachar und durch die Implantation eines Sklerabandes vorgeschlagen wurde. In der vorgeschlagenen Erfindung wird der durch den Laser abladierte Sklerabereich nicht geschwächt sondern wird stattdessen flexibler.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um diese Nachteile gemäß dem Stand der Technik zu umgehen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Benutzung einer Abtastvorrichtung und eines Faser-gekoppelten Systems derart, dass das Ausmaß an Ziliarmuskel-Akkommodation durch Ablationsmuster, Lokalisation, Größe und Formen des entfernten Skleragewebes kontrolliert werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die nicht thermalen Laser für effiziente Gewebeablation zu definieren.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die optimalen Laserparameter und die Ablationsmuster für den möglichst besten klinischen Verlauf für presbyopische Patienten zu bestimmen, wobei die Skleraablation die Akkommodation des Ziliarmuskels erhöhen wird, indem die Flexibilität in den durch Laser abladierten Bereichen ansteigt.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung die entsprechenden Ablationsmuster bereitzustellen, welche zu effektiver Ziliarkörperkontraktion und Erweiterung der Zonulas und der Linse führen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen Mechanismus bereitzustellen, welcher die klinischen Ergebnisse der Presbiopiekorrektur mit minimaler Regression fördert. Ein in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenes wichtiges Konzept ist es, die postoperativen Ergebnisse, welche minimale Regression zeigen, wenn die Presbiopie durch eine Laserablation am Skleragewebe korrigiert wird, zu unterstützen.
  • Wir haben vorgeschlagen, dass die „Lücke", die aufgrund des mit Laser abladierten Skleragewebes entsteht, innerhalb von wenigen Tagen nach der Chirurgie mit subkonjunktivalem Gewebe aufgefüllt wird. Dieses aufgefüllte subkonjunktivale Gewebe ist viel flexibler als das ursprüngliche Skleragewebe. Daher wird die aufgefüllte Lücke in dem Sklerabereich dazu führen, dass der darunter liegende Ziliarkörper flexibler wird. Dadurch wird es dem Ziliarkörper ermöglicht, die Zonularfasern, die mit der Linse verbunden sind, zusammenzuziehen oder zu erweitern, wenn der presbyopische Patient seine Linsenkrümmung für Nah- und Fernsicht anpasst.
  • Das in der vorliegenden Erfindung vorgestellte Konzept dient dazu, Teile von Skleragewebe zu entfernen, welche durch subkonjunktivales Gewebe aufgefüllt werden, um die Flexibilität des Sklerabereichs zu erhöhen, was dann wiederum die Zonularfasern dazu veranlasst, die Linsenakkommodation zu erhöhen. Aus diesem Grund können die durch Laserablation hervorgerufenen Effekte auf dem Skleragewebe auch mithilfe von beliebigen Nicht-Laserverfahren durchgeführt werden, welche das Skleragewebe mit einer Breite von etwa (0,2–2,0) mm und einer Länge von (2,0–5,0) mm entfernen, sofern dieser Bereich durch subkonjunktivales Gewebe aufgefüllt werden kann. Diese Nicht-Laserverfahren sollten physikalische Schneiden oder ein Messer, elektromagnetische Wellen, wie beispielsweise Radiofrequenzwellen, eine Elektrodenvorrichtung, eine bipolare Vorrichtung und eine plasmagestützte elektrochirurgische Vorrichtung enthalten, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Ein weiteres wichtiges Konzept, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, besteht darin, die post-operativen Ergebnisse, welche minimale Regression zeigen, zu unterstützen. Wir haben vorgeschlagen, dass die durch aufgrund von laserabladiertem Skleragewebe entstandene „Lücke" innerhalb von wenigen Tagen nach der Chirurgie mit subkonjunktivalem Gewebe aufgefüllt wird. Dieses aufgefüllte subkonjunktivale Gewebe ist viel flexibler als das ursprüngliche Skleragewebe. Daher wird die aufgefüllte Lücke in dem Sklerabereich dazu führen, dass der darunter liegende Ziliarkörper die Zonularfasern, die mit der Linse verbunden sind, zusammenziehen oder erweitern kann, wenn der presbyopische Patient seine Linsenkrümmung für Nah- und Fernsicht anpasst.
  • Die vorliegende Erfindung, die sehr detailliert für die Behandlung von Presbiopie beschrieben wurde, kann auf andere Augenerkrankungen erweitert werden, einschließlich Glaukom und Katarakte. Im Fall von Glaukom können die Laser- und Nicht-Laservonichtungen dazu benutzt werden, Skleragewebe in dem Bereich, in dem der Schlemm-Kanal lokalisiert ist, zu entfernen, indem ein kleiner Abschnitt der Iris, der unter diesem Bereich liegt, entfernt wird. Für die Behandlung von Katarakten muss ein partieller Einschnitt in die Dicke der Sklera vorgenommen werden, damit ein Ultraschallgerät durch die Linse hindurchdringen kann. Die Benutzung der vorgeschlagenen Laserverfahren- oder Nicht-Laserablationsverfahren bietet gegenüber den gegenwärtig verwendeten Diamantschneiden viele Vorteile.
  • Nachdem die Erfindung nun vollständig beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass sie in anderen Ausführungen mit speziellen Formen oder Abweichungen enthalten sein kann, ohne dabei vom Erfindungsgedanken oder den wichtigen Merkmalen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Demgemäß sind die Ausführungsformen, welche hierin beschrieben sind, als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen.
  • Ein weiterer Stand der Technik wird in WO 98/41177A (IRVISION, INC) und US-A-4.907.586 (Bille et al.) bereitgestellt. WO 98/41177A offenbart einen Laserparameter-Generator für chirurgische Anwendungen, welcher Kurzimpulse und mittlere Infrarotstrahlung benutzt. Die mittlere Infrarotstrahlung kann durch eine Pumplaserquelle erzeugt werden, wie beispielsweise einen Neodymium-doped Laser, bei welchem die Parameter in einem geeigneten nichtlinearen Kristall abwärts auf den gewünschten mittleren Infrarotbereich konvertiert sind. Die Kurzpulse verringern ungewünschte thermische Effekte und Veränderungen im benachbarten Gewebe auf potenziell submikronischen Ebenen. Eine Faser, ein Faserbündel oder andere Wellenleitermittel, welche dazu benutzt werden, den Pumplaser von der optischen parametrischen Oszillations(OPO)-Kavität zu trennen, werden ebenfalls offenbart.
  • US-A-4.907.586 offenbart ein Verfahren für die Veränderung von Gewebe mit einem quasi kontinuierlichen Laserstrahl, um die optischen Eigenschaften des Auges zu ändern, welcher kontrollierbare Einstellungen für die volumetrische Leistungsdichte des Stahls umfasst sowie das Auswählen einer gewünschten Wellenlänge für den Strahl. Die Gewebeveränderung wird herbeigeführt durch Fokussierung des Strahls auf einen in dem Gewebe zuvor ausgewählten Startpunkt und Bewegen des Strahlenbrennpunkts in Bezug auf den Startpunkt in einer zuvor festgelegten Weise durch ein spezifisches Volumen des Gewebes oder entlang eines spezifischen Wegs in dem Gewebe. In Abhängigkeit von der ausgewählten volumetrischen Leistungsdichte kann das Gewebe, auf welchem der Brennpunkt einfällt, entweder durch Photoablation oder durch eine Veränderung in den viskos-elastischen Eigenschaften des Gewebes verändert werden.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist eine chirurgische Vorrichtung, wie in Anspruch 1 der anhängigen Ansprüche definiert.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der basischirurgischen Laser der vorliegenden Erfindung sollten enthalten: (a) Infrarot(IR)-Laser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (1,4–3,2) Mikrometer, welche Festkörperlaser von Er:Glas, Ho:YAG, Er:YAG, Er:YSGG, Infrarot-Gaslaser, Festkörperlaser konvertiert durch optische parametrische Oszillation (OPO) enthalten, ohne auf diese beschränkt zu sein; (b) Ultraviolett(UV)-Laser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (190–355) nm, wie beispielsweise ArF-(bei 193 nm) und XeCl-(bei 308 nm)Excimer-Laser, Stickstofflaser (bei 337 nm) und Festkörperlaser, welche Frequenzkonversionen verwenden; (c) Halbleiterdiodenlaser mit etwa 980 nm, (1,3–1,55) Mikrometer und (1,8–2,1) Mikrometer; (d) Pump-Festkörperlaser mit Blitzlampe und diodengepumpte Festkörperlaser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (190–355) nm und (2,7–3,2) Mikrometer wie beispielsweise Er:YSGG, Er:YAG, Nd:YAG, Er:Glas und Ti:Saphir-Laser und ihre Harmonic Generation; (e) Kurzpuls-Infrarotlaser mit einer Impulsdauer zwischen etwa 1,0 Femtosekunden und 100 Pikosekunden.
  • Eine weitere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Basislaser durch eine Faser zu koppeln und den Laserstrahl an den Behandlungsbereich des Auges über ein Handstück zu liefern, welches ferner mit einer Faserspitze in unterschiedlichen Formen verbunden ist.
  • Eine weitere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Laserstrahlen in einer gewünschten Punktgröße auf dem behandelten Bereich des Auges zu fokussieren. Es können manuell verschiedene Ablationsmuster über das Faser-verbundene Handstück erstellt werden, einschließlich multipler Ring-Punkte und Einschnitte radialer Linien außerhalb des Limbus.
  • Eine weitere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Laserstrahlen in eine Abtastvorrichtung zu fokussieren derart, dass verschiedene Ablationsmuster durch Steuerung der Abtastvorrichtung erzeugt werden können. Die Abtastvorrichtungen sollten die Benutzung eines motorisierten Reflexionsspiegels, einer Brechungssoptik oder einer manuell steuerbaren Translationsvorrichtung enthalten.
  • Eine weitere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, einen Teil des Skleragewebes, durch beliebige Verfahren, entweder Laser- oder Nicht-Laserverfahren, zu entfernen, welches dann durch subkonjunktivales Gewebe zur Erhöhung der Flexibilität des Sklerabereichs aufgefüllt wird und wiederum dazu führt, dass die Zonularfasern die Linsenakkommodation erhöhen. Die bevorzugte Ausführungsform für Nicht-Laser-Verfahren sollte physikalische Schneiden oder ein Messer, elektromagnetische Wellen, wie beispielsweise Radiofrequenzwellen, eine Elektrodenvorrichtung, eine bipolare Vorrichtung und eine plasmagestützte Elektrodenvorrichtung enthalten, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Eine weitere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Konjunktivaschicht vor der Laserablation der Unterschicht des Skleragewebes zu eröffnen, um die Ablationstiefe besser kontrollieren zu können und aus Gründen der Sicherheit. Eine weitere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Konjunktivaschicht anzuheben, um die „Lücke" zu erzeugen, damit die Faserspitze in die Lücke eingeführt und die gewünschten Muster darunter abladiert werden können und um Blutungen und Infektion zu vermeiden oder gering zu halten.
  • Ferner bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm des integrierten Lasersystems, welches aus einem Laser, einer gekoppelten Faserzuführvorrichtung und einem Handstück, das mit einer Faserspitze verbunden ist, um den Strahlenpunkt auf dem behandelten Bereich zu kontrollieren, besteht.
  • 2 zeigt verschiedene Formen der Faserspitzen: (A) flache Spitze, (B) kugelförmige Spitze für fokussierte Kontaktnutzung, (C) kegelförmige Spitze, (D) Spitze mit 90-Grad-Winkel und (E) fokussierter Slit-Spot.
  • 3 zeigt verschiedene Ablationsmuster, die durch Ablationslaser außerhalb des Limbus erzeugt werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst ein chirurgisches Lasersystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Basislaser 1 mit Wellenlänge 2 gekoppelt mit einer Fokussierlinse 3 an eine Faser 4, welche mit einem Handstück 5 und einer Faserspitze 6 verbunden ist. Die Fokussierlinse 3, die Faser 4 und die Faserspitze 6 sind hoch transparent für die Wellenlänge 2 des Basislasers.
  • Noch Bezug nehmend auf 1 gemäß der vorliegenden Erfindung sollten die bevorzugten Ausführungsformen der basischirurgischen Laser für Presbyopiekorrekturverfahren enthalten: (a) Infrarotlaser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (1,4–3,2) Mikrometer, einschließlich Festkörperlaser vom Typ Er:Glas, Ho:YAG, Er:YAG, Er:YSGG, Infrarotgaslaser, Festkörperlaser konvertiert durch optisch parametrische Oszillation (OPO), ohne auf diese beschränkt zu sein; (b) Ultraviolett(UV)-Laser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (190–360) nm, wie beispielsweise ArF-(bei 193 nm) und XeCl-(bei 308 nm)Excimer-Laser, Stickstofflaser (bei 337 nm) und Festkörperlaser unter Verwendung von Harmonic Generation aus Frequenzkonversionen von Festkörperlasern vom Typ Nd:YAG-, Nd:YLF- und Alexandrit-Lasern; (c) Halbleiterdiodenlaser mit etwa 980 nm, (1,3–1,55) Mikrometer und (1,8–2,1) Mikrometer; (d) diodengepumpter Festkörperlaser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (190–355) nm und (2,7–3,2) Mikrometer, wie beispielsweise diodengepumpter Er:YSGG-, Er:YAG-, Nd:YAG- und Er:Glas-Laser; (e) Diodenlaser mit einer Wellenlänge von etwa 980 nm, 1,5 Mikrometer und 1,9 Mikrometer; (f) Kurzpulslaser mit etwa (0,5–1,2) Mikrometer mit einer Pulsbreite von weniger als 100 Pikosekunden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die bevorzugte Abtastlaserenergie pro Impuls auf der Skleraoberfläche bei etwa (1–40) mJ bei IR-Lasern und bei etwa (0,1–5,0) mJ bei UV-Lasern. Die fokussierte Punktgröße von etwa (0,1–1,0) mm im Durchmesser auf der Skleraebene wird durch Fokussierlinse 3 erreicht, welche aus mindestens einer sphärischen Linse besteht. Der andere bevorzugte Laserparameter dieser Erfindung ist der Laserwiederholungsratenbereich von etwa (5–100) Hz, welcher vernünftige Operationsgeschwindigkeit und minimale thermische Effekte bereitstellt. Dieser fokussierte Strahl kann die Skleraoberfläche abtasten, um verschiedene Muster zu abladieren.
  • Bezug nehmend auf 2(A) ist der Laser-Output aus dem Faserende mit einer Wellenlänge 2, mit dem Handstück 5 und einer flachen Faserspitze 6 verbunden derart, dass der Output-Laserstrahl aus dem Ende der Faserspitze ein Rundstrahl ist mit einer vorbestimmten Punktgröße von etwa (0,1–1,0) mm. 2(B) zeigt eine ähnliche Struktur wie 2(A), mit Ausnahme, dass der Output-Rundpunkt durch die kugelförmige Form der Spitze neu fokussiert wird. 3(C) zeigt, dass der Output-Strahl 2 durch eine konische Form der Spitze geführt wird derart, dass die Größe des Strahls am Ende der Spitze verringert ist. 2(D) zeigt, dass der Output-Strahl durch eine ummantelte Faserspitze um 90-Grad reflektiert wird. Schlussendlich zeigt (E), dass ein Output-Strahlenpunkt eine Schlitzform mit einer Größe von etwa (0,1–1,0) × (1,5–5,0) mm aufweist, welche durch eine Zylinderlinse, die an dem Ende der Faserspitze befestigt ist, gebildet wird.
  • 3 zeigt ein Auge 7 eines presbiopischen Patienten mit Ablationsmustern 9, welche auf dem Sklerabereich etwa (0,1–1,0) mm posterior zu dem kornealen Limbus 8 erzeugt wurden. Die bevorzugten Muster dieser Erfindung enthalten einen Ring-Punkt mit mindestens einem Ring mit mindestens 3 Punkten in jedem Ring und ein radiales Muster mit mindestens 3 radialen Linien. Der für die Ablation bevorzugte Bereich ist innerhalb von zwei Kreisen mit Durchmessern von etwa 10 mm und 14 mm posterior zu dem Limbus entlang der Radialrichtung der Kornea definiert. Wir sollten beachten, dass ein radiales Ablationsmuster auf der Skleraoberfläche entweder durch eine automatische Abtastvorrichtung oder manuell durch Abtasten der Faserspitze durch einen Chirurgen, welcher das Handstück hält, erzeugt werden kann. Im Fall der Schlitz-Faserspitze kann der Chirurg leicht die radialen Muster erzeugen, ohne die Spitze zu bewegen.
  • Die Ablationstiefe des Skleraziliargewebes beträgt etwa (400–700) Mikrometer mit einer jeweiligen radialen Länge von etwa (2,5–5,0) mm, welche entsprechend den optimalen klinischen Verläufen einschließlich einem Minimum an Regression und einem Maximum an Akkommodation für die presbyopischen Patienten angepasst wird. Die bevorzugte radiale Ablation sollte in einem Abstand von etwa (4,0–5,5) mm vom Korneazentrum beginnen und sich etwa (2,0–5,0) mm außerhalb des Limbus erstrecken. Die bevorzugten Ausführungsformen der radialen Muster auf dem Sklerabereich enthalten mindestens 3 radiale Linien, kurvenförmige Linien, Ring-Punkte oder beliebige nicht spezifische Formen in einer symmetrischen Geometrie, wie in 3 dargestellt.
  • Noch Bezug nehmend auf 3 enthalten die bevorzugten Ausführungsformen für das Erzeugen der radialen Muster auf dem Sklerabereich die folgenden Beispiele. Beispiele (a): Abtasten des runden Laserpunkts von etwa (0,1–1,0) mm im Durchmesser, welcher durch die Faserspitzen in den Radialrichtungen hervorgerufen wird, um jede einzelne der radialen Linien zu erzeugen. Das Erzeugen der radialen Muster kann entweder manuell durch Bewegen der Faserspitze entlang der Sklera in Radialrichtung oder automatisch mit einer Abtast- oder Translationsvorrichtung erfolgen. Beispiel (b): Benutzen eines Schlitzstrahls, um die radialen Linien zu erzeugen. Im Fall (b) ist keine Abtastvorrichtung erforderlich und jede einzelne der radialen Linien kann direkt durch den Schlitzstrahl erzeugt werden. Alle anderen nicht spezifischen Muster einschließlich kurvenförmige Linien, Linien mit z-Formen, Linien mit t-Formen um den Bereich außerhalb des Limbus herum sollten im Anwendungsbereich dieser Patente liegen.
  • Eine andere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Laserstrahlen in eine Abtastvorrichtung zu fokussieren derart, dass verschiedene Ablationsmuster durch Steuerung der Abtastvorrichtung erzeugt werden können. Die Abtastvorrichtung sollte die Benutzung eines motorgesteuerten Reflexionsspiegels, einer Brechungsoptikvorrichtung oder einer manuell steuerbaren Translationsvorrichtung enthalten.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Konjunktivaschicht zu koagulieren und dann einen Halbkreis über der Konjunktiva um den Limbus herum einzuschneiden (mit einem Messer) mit einem Durchmesser von etwa 10 mm, wobei die Schicht dann beiseite geschoben wird, damit der Ablationslaser die darunter liegende Skleraschicht abtragen kann. Auch möglich ist es, den Ablationslaser dazu zu benutzen, die Konjunktivaschicht einzuschneiden, was jedoch zeitaufwändiger sein kann als der Schnitt mit einem Messer.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Konjunktivaschicht nicht zu eröffnen, aber die Faserspitze durch die Konjunktivaschicht einzuführen und das darunter liegende Skleragewebe zu abladieren derart, dass das Verfahren nicht invasiv abläuft. Für die Durchführung dieses Verfahrens kann die Konjunktivaschicht angehoben werden, um die "Lücke" für die Faserspitze zu erzeugen, damit diese in die Lücke eingeführt und darunter liegend das gewünschte Muster abladieren kann. Zusätzliche Vorteile dieses invasiven Verfahrens sind das Vermeiden oder Minimieren von Blutungen oder Infektion. Wir beobachten, dass die meisten Blutungen aufgrund des Schneidens des Konjunktivagewebes verursacht werden und nicht durch die Laserablation des Skleragewebes.
  • Eine andere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, mithilfe von Nicht-Laser-Verfahren einen Teil des Skleragewebes zu entfernen, welcher durch subkonjunktivales Gewebe aufgefüllt wird, um die Flexibilität des Sklerabereichs zu erhöhen, wodurch wiederum die Zonularfasern die Linsenakkommodation erhöhen. Die bevorzugte Ausführungsform für diese Nicht-Laser-Verfahren sollte physikalische Schneiden oder ein Messer, elektromagnetische Wellen, wie beispielsweise Radiofrequenzwellen, eine Elektrodenvorrichtung, eine bipolare Vorrichtung und eine plasmagestütze Elektrodenvorrichtung enthalten, ohne auf diese beschränkt zu sein. Der Generator für die elektromagnetischen Wellen ist kommerziell erhältlich. Allerdings sollten die Parameter der Vorrichtung wie beispielsweise ihre Frequenz, Impulsdauer und Wiederholungsrate sowie die Größe der Elektrodenspitze für effizientes Schneiden (oder Ablation) mit minimalem thermalem Schaden für das zu entfernende Gewebe ausgewählt werden.
  • Eine andere noch bevorzugte Ausführungsform besteht darin, mithilfe von Laser- oder Nicht-Laser-Verfahren das Skleragewebe für die Behandlung anderer Augenerkrankungen einschließlich Prebyopie, Glaukom (durch Senkung des intraokularen Drucks) und Katarakte (zum Vorbereiten der Öffnung) zu entfernen.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen davon dargestellt und beschrieben wurde, wird der Fachmann auf dem Gebiet verstehen, dass die vorher gehenden sowie weitere Veränderungen und Abwandlungen bezogen auf Form und Detail vorgenommen werden können, ohne dabei vom Anwendungsbereich der Erfindung, wie in den anhängigen Ansprüchen beschrieben, abzuweichen. Demgemäß sind der hierin offenbarte Grenzbereich und die Vorrichtung sowie der opthalmische Anwendungsbereich nur zu Zwecken der Erläuterung der Erfindung gedacht, und die Erfindung ist nur durch die Ausführungen in den Ansprüchen eingeschränkt.

Claims (16)

  1. Chirurgische Vorrichtung zur Behandlung eines presbyopischen Patienten durch Entfernen eines Teils des Skleragewebes eines Auges, umfassend: (a) einen Laser zum Ausstrahlen eines Laserstrahls (1), der eine vorbestimmte Wellenlänge (2) hat; und (b) einen Strahlenpunkt-Steuermechanismus (3), wobei die Strahlenpunktsteuerung angepasst ist zur Reduzierung und Fokussierung des Laserstrahls (1) auf eine Faserzuführungseinheit (4, 5, 6); die chirurgische Vorrichtung charakterisiert durch: (c) ein Steuermittel angepasst zur Steuerung der Faserzuführungseinheit (4, 5, 6) zur Zuführung des Laserstrahls (1) in einem vorbestimmten Muster (9) auf eine Pluralität von Positionen auf dem Auge und zum Abladieren des Skleragewebes außerhalb des Limbusbereichs auf eine Tiefe zwischen etwa 400 μm und 700 μm, wobei die Vorrichtung angepasst ist zur Korrektur des Nahsehvermögens eines presbyopischen Patienten durch Erhöhung der Akkommodation des Auges durch die Erhöhung der Flexibilität des abladierten Bereichs, der durch subkonjunktivales Gewebe gefüllt ist.
  2. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Laserstrahl (1) von einem Ultraviolettlaser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (0,15–0,36) Mikrometer und einer Impulsdauer von weniger als etwa 200 Nanosekunden oder einem Infrarotlaser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (1,4–3,2) Mikrometer oder einem Festkörperdiodenlaser mit einem Wellenlängenbereich von etwa (0,95–2,1) Mikrometer oder einem ArF-Excimerlaser mit einer Wellenlänge von 193 nm oder einem XeCl-Excimerlaser mit einer Wellenlänge von 308 nm ausgestrahlt wird.
  3. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Infrarotlaser ein optisch gepumpter Erbium:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 2,9 Mikrometer oder ein optisch gepumpter Er:YSGG-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 2,7 Mikrometer ist.
  4. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Strahlenpunkt-Steuerung mindestens eine sphärische Fokussierlinse (3) umfasst, um den Laserstrahl (1) mit der Faserzuführungseinheit (4, 5, 6) zu koppeln.
  5. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Faserzuführungseinheit (4, 5, 6) eine optische Faser (4) mit einer Länge von etwa (0,5–1,5) Meter und einem Kerndurchmesser von etwa (0,2–0,8) mm und ein Handstück, das mit der Faserspitze verbunden ist, umfasst.
  6. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 5, in der die Faserzuführungseinheit (4, 5, 6) im Wesentlichen für die Wellenlänge des Laserstrahls (1) transparent ist.
  7. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 5, in der die Faserspitze (6) aus einem ähnlichen Material wie das der Faser (4) hergestellt ist und in einer der folgenden Formen hergestellt ist, um den Laserstrahl (1) auf den behandelten Sklerabereich des Auges (7) zu fokussieren: kegelförmig, kugelförmig, 90-Grad-Reflexionswinkel und flaches Ende.
  8. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 5, in der die Faserspitze (6) den Laserstrahl (1) auf den behandelten Bereich des Auges (7) mit einer Punktgröße von etwa 0,1–1,0) mm im Durchmesser fokussiert.
  9. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 5, in der die Faserspitze (6) in einer Zylinderform hergestellt ist, um den Laserstrahl (1) in einer Linienform, die eine Dimension von etwa (0,1–0,4) nun in der Breite und (0,5–4,0) mm in der Länge aufweist, auf den behandelten Bereich des Auges (7) zu fokussieren.
  10. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 5, in der die Faserspitze (6) in einem Kontaktmodus oder Nichtkontaktmodus operiert wird, um das Skleragewebe auf eine Tiefe von etwa (300–800) Mikrometer zu abladieren.
  11. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Faserzuführungseinheit (4, 5, 6) von dem Chirurgen steuerbar ist, um die vorbestimmten Muster (9) außerhalb des Limbus (8) der Kornea auszuführen, indem die Faserspitze (6) manuell in der Radialrichtung des Auges bewegt wird.
  12. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Faserzuführungseinheit (4, 5, 6) an eine Abtastvorrichtung befestigt ist, um die vorbestimmten Muster (9) außerhalb des Limbus (8) der Kornea auszuführen und den Laserstrahl (1) entlang der Radialrichtung des Auges zu bewegen.
  13. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die vorbestimmten Muster außerhalb des Limbus (8) der Kornea sind und durch den Bereich zwischen zwei Kreisen mit einem Radius von etwa 5,0 mm bzw. 9,0 mm definiert sind.
  14. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die vorbestimmten Muster (9) radiale Linien, kurvenförmige Linien, Ring-Punkt- oder nicht spezifische Muster um den Bereich außerhalb des Limbus (8) enthalten.
  15. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der Ablationslaser einen ArF- oder XeCl-Excimerlaser oder einen Er:YAG-Laser oder einen Er:YSGG oder einen Nd:YAG-Laser oder einen Nd:YLF-Laser umfasst.
  16. Chirurgische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Steuermittel eine Abtastvorrichtung enthält, die einen motorisierten Reflexionsspiegel oder eine Brechungsoptik oder eine Translationsvorrichtung aufweist.
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