ES2245384T3 - Sistema laser para el transplante de cornea. - Google Patents
Sistema laser para el transplante de cornea.Info
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Abstract
Producto de programa de ordenador para el control de un sistema láser con una fuente de rayo láser (16), la cual emite impulsos láser (18) con longitudes de onda para las cuales la córnea (12) humana es transparente, y con longitudes de impulso en el margen de los nanosegundos a los femtosegundos, y con unos medios ópticos (22, 24, 28) los cuales son controlados de tal manera por el ordenador que el foco (20) de los impulsos láser (18) recorre una trayectoria (30) a través de la córnea, caracterizado porque el producto de programa de ordenador presenta unas secciones de programa que provocan que mediante la trayectoria (30) de los focos se extraiga por corte una sección (12b) central de la córnea de forma completamente axial de la córnea (12a), presentando la trayectoria (30) en dirección axial por lo menos un destalonamiento con una superficie de obturación (34) que corresponde por lo menos al 75% de la superficie de la zona óptica de la córnea.
Description
Sistema láser para el trasplante de córnea.
La invención se refiere a un producto de programa
de ordenador para controlar un sistema láser para el trasplante de
córnea y un sistema láser de este tipo.
Un trasplante de una parte de la córnea humana
puede estar indicado por motivos diferentes. Por ejemplo, se produce
en el denominado queratocono una modificación irregular de la forma
de la córnea, de manera que la representación óptica sufre mucho.
También un enturbiamiento extremo de la córnea a causa por ejemplo
de pérdida de células del endotelio, infecciones, úlceras,
enfermedades hereditarias o cicatrización puede hacer necesario un
trasplante de córnea.
En un trasplante de córnea se extrae
quirúrgicamente la parte central de la córnea enferma en la zona
del eje óptico y se inserta un trasplante de donante sano.
En el estado de la técnica la retirada de la
córnea del receptor así como la del donante se llevan a cabo
mediante una llamada trepanación. Para ello se utilizan en el
estado de la técnica instrumentos mecánicos, particularmente el
denominado trépano manual o a motor. Este tipo de trépanos según el
estado de la técnica permite una retirada de secciones de córnea en
forma de disco. Los trépanos conocidos presentan un cuerpo hueco
cilíndrico circular el cual, en el extremo inferior, está afilado
para formar una superficie de corte afilada. El diámetro del canto
pulido circular corresponde aproximadamente al diámetro de la
sección de córnea central que hay que extraer por corte. Al mismo
tiempo hay que vigilar con cuidado que el endotelio se vea
traumatizado lo menos posible. Otro punto de vista importante
durante el trasplante de córnea es un cierre de la herida estanco
al agua.
La cirugía de córnea mecánica con un trépano
adolece en primer lugar del inconveniente de que la estructura
geométrica de la sección de córnea extraída por corte está fijada
en virtud del canto pulido predeterminado; se pueden cortar
únicamente secciones cilíndricas circulares en virtud de la forma
cilíndrica circular del trépano. La tendencia a la desviación del
corte en el tejido laminar condiciona también, dependiendo de la
convexidad de la córnea, problemas en cuanto a la reproductibilidad
precisa del corte. Si un trépano está puesto se puede controlar
únicamente la profundidad del corte. Para ello el estado de la
técnica conoce diferentes procedimientos para el corte de trépano,
por ejemplo la utilización de sellos en el trépano.
Un problema principal durante el trasplante de
córnea es el cierre de la herida estanco a los líquidos. En el
estado de la técnica el trasplante de córnea es fijado, tras la
implantación con éxito, mediante la realización de una sutura. La
sutura permanece típicamente durante un espacio de tiempo de hasta
un año en la córnea del receptor. Una sutura de este tipo es no
sólo muy compleja sino que puede conducir también a diversas
complicaciones, en especial puede provocar una posición óptica
errónea del trasplante del donante o conducir a una insuficiente
obturación frente a líquidos. La sutura puede variar las propiedades
ópticas del sistema de representación "ojo", por ejemplo se
pueden inducir mediante la sutura distorsiones en la córnea, las
cuales pueden conducir a un astigmatismo.
La obturación frente a líquidos es un problema
fundamental. El ojo humano presenta en el globo ocular una
sobrepresión relativa de en caso normal aproximadamente 15
mmHg.
El documento
US-A-5984916 da a conocer un sistema
láser oftalmológico en el cual son retiradas partes de la córnea si
bien las secciones interiores de la córnea quedan intactas, de
manera que un cierre de la herida estanco a los líquidos y un
posicionamiento estable del trasplante no son allí un problema
principal.
La invención se plantea el problema de proponer
un sistema láser y un producto de programa de ordenador para
controlar el mismo para un trasplante de córnea, con los cuales, en
caso de una extracción por corte axial completa de una sección de
la córnea, se resulten posibles tanto un cierre de la herida
estanco a los líquidos como un posicionamiento preciso de un
trasplante.
Un producto de programa de ordenador para el
control de un sistema láser adecuado para ello se describe en la
reivindicación 1, mientras que un sistema láser para la resolución
del problema mencionado se describe en la reivindicación 5. En las
reivindicaciones subordinadas se describen perfeccionamientos
preferidos de la invención.
Un sistema láser de este tipo hace posible un
trasplante de córnea con así llamado corte láser
fotodisruptivo.
La generación de impulsos láser extremadamente
cortos ha permitido en los últimos tiempos, sobre todo en la
cirugía oftalmológica, mediante enfoque de los impulsos láser en el
interior de la córnea, por ejemplo en el marco del tratamiento
LASIK, separar un lobulillo de córnea sin medios de corte mecánicos.
Los impulsos láser en la banda de los nanosegundos a los
femtosegundos tienen potencias tan altas que con un enfoque
adecuado el material biológico puede ser "cortado" en su
interior, sin que se produzcan efectos térmicos interiores o
similares.
Mediante el destalonamiento alcanzado según la
invención en el "corte" de la córnea se consigue gracias a una
autoobturación, que la sobrepresión relativa en el ojo, antes
mencionada, provoque un contacto íntimo del implante en la córnea
restante del receptor. Además la forma de corte conseguida según la
invención tiene la ventaja de que fomenta también el centrado
óptico del implante del donante en la córnea de receptor. Con ello
se reduce también la suturación del implante insertado a un mínimo y
se evitan con ello ampliamente las desventajas condicionadas por
ella.
Según un perfeccionamiento preferido de la
invención el destalonamiento tiene forma de zigzag. El
destalonamiento está aplicado de tal manera que, visto desde el
interior del ojo, una parte de la córnea restante del receptor
solapa el implante de donante insertados por el lado exterior,
radialmente hacia dentro con respecto al eje óptico.
Un perfeccionamiento particularmente preferido
del programa de control de la unidad de ordenador para el sistema
láser prevé que el control del foco provoque un destalonamiento en
la córnea, el cual genera una sección cortada, la cual se extiende
al menos aproximadamente de forma radial con respecto al eje de la
córnea. Esta sección radial genera una superficie de obturación la
cual, gracias a la presión interior en el ojo, actúa de manera
óptima como superficie de obturación anular. Las superficies
planoparalelas del implante, por un lado, y la córnea restante, por
el otro, están en contacto de manera íntima y con gran superficie
entre sí bajo la sobrepresión del ojo y la fuerza provocada por la
diferencia de presión es esencialmente vertical a estas superficies
de obturación.
La invención se explicará a continuación con
mayor detalle a partir del dibujo en el que:
la Figura 1 representa esquemáticamente, un
sistema láser para el trasplante de córnea;
la Figura 2 representa una vista superior en
dirección axial sobre la córnea con la trayectoria generada por el
foco láser movido;
la Figura 3 representa una sección axial
esquemática a través de la córnea del receptor restante y el
implante de donante insertado; y
la Figura 4 representa otro ejemplo de forma de
realización para una forma de sección que, a diferencia de la forma
de sección de la Figura 3, se puede conseguir con un sistema láser
según la invención.
La Figura 1 muestra esquemáticamente un ojo 10 y
su córnea 12. Puede tratarse tanto de un ojo de receptor, del cual
hay que extraer por corte una sección de córnea central, como de un
ojo de donante, del cual hay que extraer por corte un implante
central para insertarlo en el ojo del receptor. Los cortes que se
describen a continuación son complementarios es decir el corte en el
ojo del receptor para retirar la sección de córnea enferma o
irregular corresponde al corte con el cual se retira el implante de
la córnea del donante.
El corte tiene lugar mediante un corte láser
fotodisruptivo, es decir, un rayo láser es enfocado de tal manera
en el interior del tejido que provoca allí, a causa de su gran
potencia momentánea, una desintegración de material (ablación) y el
foco es movido entonces de manera secuencial a lo largo de una
trayectoria, de manera que en total se forma un corte.
Una fuente de rayo láser 16 emite impulsos de
rayo láser 18. Se consiguen buenos resultados con longitudes de onda
en la banda del infrarrojo cercano, para la cual la córnea presenta
una alta permeabilidad. Las longitudes de impulso láser preferidas
están en el intervalo comprendido entre 1 fs y 10 ns y las energías
de impulso en el intervalo comprendido entre 1 nJ y 5 mJ.
Mediante unos dispositivos ópticos de desviación
y enfoque el rayo láser 18 es enfocado de tal manera que el foco 20
está situado en el lugar en el cual debe tener lugar la
fotodisrupción, es decir, en especial también en el interior de la
córnea, como está representado esquemáticamente en la Figura 1. Los
medios ópticos para el control de la posición de los impulsos láser
y para el control de la posición del foco están representados
esquemáticamente en la Figura 1 mediante un espejo 22 y una unidad
de desviación 24 así como por una unidad de lente 28, la cual
provoca el enfoque. Los elementos representados, es decir en
especial el espejo 22 y la unidad de enfoque 28, se pueden mover de
tal manera que se hace posible el control de la trayectoria del
foco descrito a continuación. Los medios ópticos de los que se
habla son conocidos como tales en el estado de la técnica y no
necesitan ser explicados aquí con mayor detalle. Lo que es esencial
es el control de los medios ópticos en correspondencia con un
programa de ordenador, el cual está depositado en una unidad de
ordenador 26 y que controla el ordenador el cual, por su parte,
controla, según el programa, los medios ópticos 22, 24, 28 para la
generación de la trayectoria de foco deseada y con ello de la forma
de corte deseada.
La Figura 2 muestra esquemáticamente una vista
superior en la dirección del eje 14 de la córnea 12 y la
trayectoria 30 de los focos 20 (foci) de los impulsos láser 18
conseguida mediante el control de los medios ópticos. La trayectoria
de los focos presenta simetría de rotación alrededor del eje 14
óptico de la córnea 12. Los impulsos láser son conducidos, por
ejemplo en la dirección de la flecha 32, alrededor del eje 14
óptico y se forma de este modo una órbita cerrada alrededor del
eje. En profundidad, es decir en dirección axial, el control de las
posiciones del foco tiene lugar según los ejemplos de realización de
las Figuras 3 y 4, de manera que se forma un destalonamiento.
La Figura 3 muestra la parte 12a restante de la
córnea del receptor y la parte de implante 12b de la córnea del
donante en el estado insertado, en el cual debe tener lugar el
proceso de cicatrización. Por consiguiente durante la extracción
por corte de la sección de córnea del donante 12b el sistema láser
fue controlado según la Figura 1 de tal manera que se ha formado la
estructura mostrada en la Figura 3. La trayectoria de corte está
caracterizada con el signo de referencia 30. Correspondientemente
se retiró también en el ojo del receptor una sección central cuya
forma corresponde a la sección 12b.
La trayectoria 30 de los focos, es decir, la
línea de corte durante el corte láser fotodisruptivo, está en el
ejemplo de forma de realización según la Figura 3 doblada en la
forma representada, es decir tiene forma de zigzag en el sentido de
que se da un destalonamiento.
La guía de corte representada alcanza un centrado
exacto de la sección de córnea del donante 12b en la córnea del
receptor 12a restante. Se produce una autoobturación gracias a la
presión interior P reinante en el ojo. La superficie de obturación
es la sección interior del corte 30, indicada en la Figura 3 con el
signo de referencia 34, es decir el llamado destalonamiento. En el
ejemplo de forma de realización según la Figura 3 será por regla
general exitosa una fijación del implante 12b mediante una pequeña
sutura. De todos modos esta sutura se puede llevar a cabo de forma
tan poco aparatosa que los problemas del estado de la técnica
arriba bosquejados se eviten ampliamente.
La Figura 4 muestra una guía de corte
perfeccionada en la cual una fijación mediante sutura se puede
reducir aún más. La trayectoria 30 de los focos láser tiene según
la Figura 4 una forma de zigzag tal que se forma un destalonamiento
34, el cual se extiende radialmente con respecto del eje 14 óptico
de la córnea. Con ello se consigue una superficie de obturación
relativamente grande. Las superficies de contacto que se forman
entre el implante 12b y la córnea restante 12a son de tal manera que
el destalonamiento 34 provoca un efecto de obturación óptimo y
posicionamiento del implante, en interacción con la sobrepresión P,
cuya dirección está indicada en las Figuras 3 y 4 mediante la
flecha. El destalonamiento 34 radial con respecto al eje 14 óptico
de la córnea significa que el implante 12b adopta en la córnea
restante 12a una posición estable, es decir, la presión P presiona
la sección 12b de manera estable (y no lábil) en una escotadura
complementaria en la córnea restante 12a.
La Figura 4 muestra también las relaciones
superficiales con respecto a la zona óptica y la llamada zona de
conformación. La trayectoria 30 cortada está dispuesta de tal
manera que la diferencia de superficie entre la zona de
conformación mostrada y la zona óptica mostrada es mayor que la
propia zona óptica. En este ejemplo de forma de realización
preferido resulta una superficie de obturación anular (en la zona
de conformación fuera de la zona óptica) con una fuerza de apriete,
en especial en la zona del destalonamiento 34, que es mayor que la
fuerza que actúa, debido a la presión interior P, en la zona
óptica. Un ejemplo: supóngase que la zona óptica tiene un diámetro
de 7 mm, es decir una superficie de aproximadamente 38,5 mm^{2}.
Supóngase que la zona de conformación tiene un diámetro de 10 mm, es
decir una superficie de aproximadamente 78,5 mm^{2}. Esto da como
resultado una superficie de obturación en la zona del
destalonamiento 34 de aproximadamente 40 mm^{2}, es decir más que
la superficie de la zona óptica. En general se puede deducir que es
ventajoso cuando la superficie de obturación definida en el sentido
anterior (diferencia entre la zona de conformación y la zona óptica
según la Figura 4) es mayor que la zona óptica o por lo menos
asciende a 75% de la misma. Un límite superior para la superficie
de obturación viene dado por la geometría del propio ojo y por una
guía de corte eficiente según los criterios anteriores, de manera
que no es necesario hacer una indicación numérica a este
respecto.
La guía de corte según la Figura 4 permite una
suturación mínima la cual es necesaria únicamente en la medida en
que se evite un torcimiento o luxación del implante.
Claims (8)
1. Producto de programa de ordenador para el
control de un sistema láser con una fuente de rayo láser (16), la
cual emite impulsos láser (18) con longitudes de onda para las
cuales la córnea (12) humana es transparente, y con longitudes de
impulso en el margen de los nanosegundos a los femtosegundos, y con
unos medios ópticos (22, 24, 28) los cuales son controlados de tal
manera por el ordenador que el foco (20) de los impulsos láser (18)
recorre una trayectoria (30) a través de la córnea,
caracterizado porque el producto de programa de ordenador
presenta unas secciones de programa que provocan que mediante la
trayectoria (30) de los focos se extraiga por corte una sección
(12b) central de la córnea de forma completamente axial de la
córnea (12a), presentando la trayectoria (30) en dirección axial
por lo menos un destalonamiento con una superficie de obturación
(34) que corresponde por lo menos al 75% de la superficie de la
zona óptica de la córnea.
2. Producto de programa de ordenador según la
reivindicación 1, caracterizado porque el destalonamiento
presenta una superficie de obturación, la cual se extiende
radialmente con respecto al eje (14) óptico de la córnea.
3. Producto de programa de ordenador según una de
las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la
superficie de obturación (34) es mayor que la superficie de la zona
óptica de la córnea.
4. Producto de programa de ordenador según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
trayectoria (30) tiene forma de zigzag.
5. Sistema láser que comprende
- -
- una fuente de rayo láser (16), la cual emite impulsos láser (18) con longitudes de onda para las cuales la córnea (12) humana es transparente, y con longitudes de impulso en el margen de los nanosegundos a los femtosegundos, y
- -
- unos medios ópticos (22, 24, 28) para controlar la posición y el foco (20) de los impulsos láser (18), caracterizado porque presenta
- -
- una unidad de ordenador (26) controlada de tal manera mediante un programa, que controla de tal modo los medios (22, 24, 28) ópticos, que los focos (20), referidos al eje (14) óptico de la córnea (12), describen una trayectoria (30) conducida alrededor de un eje (14) en el interior de la córnea, mediante la cual es extraída por corte una sección (12b) axial de la córnea completamente axial de la córnea (12a) y que en dirección axial presenta por lo menos un destalonamiento con una superficie de obturación (34), la cual corresponde por lo menos al 75% de la superficie de la zona óptica de la córnea.
6. Sistema láser según la reivindicación 5,
caracterizado porque la superficie de obturación (34) es
mayor que la superficie de la zona óptica de la córnea.
7. Sistema láser según una de las
reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la trayectoria
(30) tiene forma de zigzag.
8. Sistema láser según una de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la superficie
de obturación (34) destalonada se extiende esencialmente de forma
radial con respecto al eje (14) óptico de la córnea.
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