ES2823807T3

ES2823807T3 - Aparato y método para controlar los cambios del índice de refracción en un material

Info

Publication number: ES2823807T3
Application number: ES12713299T
Authority: ES
Inventors: Jochen Kandulla
Original assignee: Technolas Perfect Vision GmbH
Current assignee: Technolas Perfect Vision GmbH
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2021-05-10
Anticipated expiration: 2032-03-20
Also published as: EP2688532A2; WO2012127301A2; US20120240939A1; WO2012127301A3; EP2688532B1

Abstract

Un sistema para estabilizar un objeto elástico para evitar que se cambien operativamente las propiedades de refracción del objeto, el sistema que comprende: un elemento de contacto formado con una superficie de contacto, en donde la superficie de contacto se forma con una correspondencia sustancialmente coincidente a una superficie seleccionada en el objeto elástico; un dispositivo para colocar el elemento de contacto sobre la superficie seleccionada del objeto, en donde el elemento de contacto se coloca en una ubicación de operación cuando la superficie de contacto del elemento de contacto se yuxtapone con la superficie seleccionada del objeto, y en donde cualquier movimiento del objeto se opone por el elemento de contacto para estabilizar el objeto mientras que el elemento de contacto está en su ubicación de operación; un detector para generar una señal de posición indicativa de una interacción entre el elemento de contacto y el objeto, en donde la señal de posición se usa con el dispositivo para establecer y mantener el elemento de contacto en su ubicación de operación para oponerse al movimiento del objeto, caracterizado porque el sistema comprende además un líquido, en donde el sistema se adapta para depositar el líquido en la superficie seleccionada del objeto para amortiguar la interacción entre el elemento de contacto y el objeto.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método para controlar los cambios del índice de refracción en un material

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a sistemas y métodos para llevar a cabo cirugías oftalmológicas. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas y métodos para estabilizar un ojo durante la cirugía oftalmológica. La presente invención es particularmente útil, pero no exclusivamente, como un sistema y método que estabiliza el ojo con un elemento de contacto mientras que provoca cambios mínimos en las propiedades refractivas del ojo durante la cirugía oftalmológica.

Antecedentes de la invención

Los láseres quirúrgicos se usan ahora comúnmente en una variedad de procedimientos quirúrgicos oftalmológicos, que incluyen el tratamiento de enfermedades oculares y la corrección de deficiencias ópticas. En estos procedimientos, el láser quirúrgico se elige a menudo como la herramienta de elección debido a la capacidad del láser de enfocarse con una gran precisión. Además, la capacidad del láser de guiarse a localizaciones designadas dentro del ojo, con precisión y confiabilidad, ha posibilitado que se realicen procedimientos oftalmológicos en todo el ojo.

Las características anatómicas del ojo, sin embargo, pueden socavar la efectividad de cualquier procedimiento láser. En particular, esto es así para la cirugía láser oftalmológica que debe realizarse sobre el tejido detrás (es decir posterior) de la córnea. Específicamente, el haz de un láser puede degradarse de manera notable por las arrugas que pueden inducirse de manera predominante en la superficie posterior de la córnea de un ojo, cuando el ojo se estabiliza por un elemento de contacto. El efecto de estas arrugas se vuelve más agudo cuando el haz de láser se usa para procedimientos en los tejidos en las regiones más profundas del ojo más allá de la córnea, tales como el cristalino o la retina.

Típicamente, cuando se usa un dispositivo estabilizador ocular, se coloca contra la superficie anterior del ojo y se presiona en una dirección posterior.

Tales dispositivos estabilizadores oculares se conocen, por ejemplo, de los documentos EP0608052, WO2006/074898, US2009/069794 y WO2012/031277. Como consecuencia, el tejido en el ojo puede apretarse de manera que provocará que las arrugas se creen principalmente en la superficie posterior de la córnea del ojo. Estas arrugas pueden provocar entonces una refracción, dispersión y degradación no deseadas del haz láser, así como también otros efectos ópticos adversos, a medida que pasa a través de la córnea. Un inconveniente adicional provocado por la dispersión del haz láser es la posibilidad de dañar involuntariamente el tejido no objetivo.

En vista de lo anterior, es un objetivo de la presente invención estabilizar el ojo para un procedimiento quirúrgico láser con un elemento de contacto que evite cambiar las propiedades refractivas del ojo. Otro objetivo de la presente invención es de manera adecuada posicionar/ubicar un elemento de contacto para minimizar la distorsión y degradación de un haz láser a medida que viaja a través de la córnea para realizar un procedimiento oftalmológico en el tejido en el ojo, particularmente detrás de la córnea. Aún otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo y método para estabilizar el ojo durante un procedimiento oftalmológico que sea fácil de usar, que sea relativamente simple de fabricar y que sea comparativamente rentable.

Resumen de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema y método para estabilizar un ojo que requiere movimientos de restricción físicamente de un ojo en direcciones ortogonales x-y-z. El propósito esencial aquí es estabilizar el ojo, o algún otro objeto transparente hecho de un material elástico, a la vez que evita cualquier distorsión del ojo (objeto) que cambiará sustancialmente su refracción o propiedades refractivas. Para la presente invención, esto se realiza yuxtaponiendo la superficie de contacto de un elemento de contacto contra una superficie seleccionada del ojo (objeto) y estableciendo una ubicación de operación para el elemento de contacto con relación al ojo. Más específicamente, con el elemento de contacto en su ubicación de operación habrá una presión de contacto mínima, si existe, sobre el ojo y, por lo tanto, se obvian eficazmente las distorsiones no deseadas del ojo.

Estructuralmente, para establecer una yuxtaposición apropiada del elemento de contacto, la superficie de contacto tiene una forma que coincide sustancialmente (es decir, apareamiento) con la superficie seleccionada del ojo (objeto). Por ejemplo, en una modalidad preferida de la presente invención, la superficie de contacto será sustancialmente cóncava, y la superficie seleccionada (por ejemplo la superficie anterior de la córnea del ojo) será sustancialmente convexa.

Además del elemento de contacto, el sistema incluye un detector para monitorear una interacción entre el elemento de contacto y el objeto. Como se pretende para la presente invención, un propósito del detector es proporcionar y mantener una ubicación de operación para el elemento de contacto que tendrá movimientos opuestos del ojo (objeto).

Otro propósito del detector es generar una señal de posición que indica una interacción entre el elemento de contacto y el objeto, y que puede usarse por el sistema para asegurar el posicionamiento adecuado del elemento de contacto en el ojo. Para la presente invención, el detector puede ser un sensor de presión, o una unidad de obtención de imágenes.

En una modalidad del sistema en donde el detector es un sensor de presión, el detector puede ser de cualquier tipo bien conocido en la técnica pertinente. Preferentemente, se montará directamente en el elemento de contacto. La ubicación de operación del elemento de contacto puede establecerse entonces siempre que el elemento de contacto se presione contra el ojo y una lectura de presión, o indicador posición, del detector alcance un valor predeterminado. Como se determinará por un experto en la técnica, este valor predeterminado se basará típicamente en varios factores característicos del ojo (objeto), tales como topografía de superficie, forma y tipo de material.

Para una modalidad del sistema en donde el detector es una unidad de obtención de imágenes, la unidad de obtención de imágenes incluirá típicamente una fuente de luz y un detector. Por ejemplo, la presente invención se dirige a las imágenes por OCT o Scheimpflug. En cualquier caso, la fuente de luz se usará para dirigir un haz de luz de obtención de imágenes tanto al elemento de contacto como al ojo (objeto). La unidad de obtención de imágenes incluye una unidad receptora que recibirá después luz que se refleja desde el elemento de contacto y desde el objeto, y usará esta luz para obtener imágenes de la interacción entre el elemento de contacto y el ojo (objeto). En función de las imágenes de esta invención, la ubicación de operación del elemento de contacto se establece como: 1) cuando el ojo (objeto) adquiere una forma predeterminada después de la colocación del elemento de contacto (por ejemplo, cuando se logra una superficie corneal posterior lisa); o 2) cuando el elemento de contacto hace contacto inicial con el ojo (objeto). En ambos casos, la imagen puede usarse para determinar cuándo la distancia entre el elemento de contacto y el ojo es igual a cero. Para esta modalidad, el elemento de contacto está hecho preferentemente de vidrio de grado óptico o un material plástico claro.

El experto en la técnica apreciará que la presente invención se presta a un control por retroalimentación durante la colocación del elemento de contacto. Cuando se usa el control por retroalimentación, se proporciona un ordenador y un controlador para establecer de manera cooperativa el elemento de contacto en su ubicación dentro del ojo. Para hacer esto, el detector produce una imagen o alguna otra indicación (por ejemplo, lectura de presión) de la interacción entre el elemento de contacto y el ojo (objeto). Luego, estos datos se comunican al ordenador. Después de recibir estos datos, el ordenador compara los datos con una entrada de referencia. Específicamente, la entrada de referencia será el valor de presión predeterminado cuando se usa un sensor de presión como el detector, y será datos de imágenes (es decir imágenes) cuando se usa una unidad de obtención de imágenes como el detector. Si el ordenador calcula una desviación cuando se compara la entrada de referencia con la señal de posición, se genera una señal de error. Cuando se genera una señal de error, el controlador moverá el dispositivo de colocación para posicionar el elemento de contacto en su ubicación de operación, lo que minimiza la desviación para establecer la señal de error como nula.

Como un elemento añadido de la presente invención, puede depositarse un líquido sobre la superficie seleccionada del ojo (objeto) antes de una yuxtaposición del elemento de contacto con la superficie seleccionada. Específicamente, esto puede hacerse para amortiguar la interacción entre el elemento de contacto y el objeto y además para igualar la presión ejercida por el elemento de contacto en el ojo. La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una presentación esquemática de un sistema para la presente invención, en donde un elemento de contacto se yuxtapone contra el ojo de un paciente;

la Figura 2 es una vista en sección transversal del elemento de contacto

de la presente invención en posición con relación a un ojo de un paciente como se observa a lo largo de la línea 2-2 en la Figura 1;

la Figura 3 es una vista en sección transversal del elemento de contacto tal como se muestra en la Figura 2 cuando el elemento de contacto ejerce presión excesiva sobre un ojo provocando cambios no deseados en las propiedades refractivas de la córnea;

la Figura 4 es una vista en sección transversal del elemento de contacto como se muestra en la Figura 2 con una unidad de obtención de imágenes que se usa para una colocación operativa del elemento de contacto contra el ojo; y la Figura 5 es una vista en sección transversal del elemento de contacto tal como se muestra en la Figura 2 con un sensor de presión que se usa para una colocación operativa del elemento de contacto contra el ojo.

Descripción de las modalidades preferidas

Con referencia inicialmente a la Figura 1, se muestra un sistema para minimizar el cambio de índice de refracción en un ojo (pieza de trabajo) durante un procedimiento quirúrgico láser oftalmológico (alteración de la pieza de trabajo) y generalmente se designa 10. Como se muestra, el sistema 10 incluye una mesa (silla) 12 para soportar a un paciente 14 durante un procedimiento láser quirúrgico oftalmológico. El sistema 10 incluye además una unidad láser 16 para llevar a cabo el procedimiento láser quirúrgico. Además, el sistema 10 incluye un controlador 18 para operar la unidad láser 16, e incluye un ordenador 20 que proporciona las estructuras para una operación del controlador 18.

La Figura 1 indica además las funciones del ordenador 20 en respuesta a una entrada de referencia 22, y que el ordenador 20 recibe además la entrada de un detector 24. Más específicamente, el detector 24 proporciona información al ordenador 20 que pertenece a la relación interactiva entre un elemento de contacto 26 y el paciente 14. Además, esta relación interactiva es monitoreada a medida que el elemento de contacto 26 se mueve por un dispositivo de colocación 28 (es decir un dispositivo para colocar) en contacto con un ojo 30 del paciente 14. El propósito aquí es establecer una relación de operación entre el elemento de contacto 26 y el ojo 30 que estabilizará el ojo 30 durante un procedimiento láser oftalmológico, sin provocar las distorsiones no deseadas del ojo 30.

Los detalles estructurales del elemento de contacto 26 se apreciarán quizás mejor con referencia a la Figura 2. Se observará que el elemento de contacto 26 incluye una base 32, con una lente de contacto 34 que se monta en la base 32. En detalle, la lente de contacto 34 tendrá típicamente una superficie de contacto 36 que se adapta sustancialmente a la forma de la superficie anterior 38 del ojo 30. Debe apreciarse que esta conformidad (es decir, correspondencia) diferirá de paciente a paciente y, por lo tanto, puede ser conveniente, pero no necesariamente obligatorio, personalizar el elemento de contacto 26 para un paciente particular 14. Además, para ser operativamente compatible con la unidad láser 16, se prevé que la lente de contacto 34 del elemento de contacto 26 se hará preferentemente de un vidrio de grado óptico de un plástico de grado médico transparente.

En una operación del sistema 10, el objetivo es prevenir una condición tal como se muestra en la Figura 3, en donde las arrugas 40 se forman en la superficie posterior 42 de la córnea 44. Como se indicó anteriormente, el evitar las arrugas 40 ayuda a asegurar la capacidad operativa máxima de la unidad láser 16. Para la presente invención, esto se elimina monitoreando la interacción entre el elemento de contacto 26 y la superficie anterior 38 del ojo 30, a medida que el elemento de contacto 26 se coloca (yuxtapuesto) en el ojo 30.

De manera operativa, el sistema 10 monitorea una disposición "d" que se mide entre el elemento de contacto 26 y la superficie anterior 38 del ojo 30 (véase la Figura 2). Para los propósitos de la presente invención, debido a que la superficie de contacto 36 de la lente de contacto 34 se conforma para ajustarse sustancialmente a la superficie anterior 38 del ojo 30, la distancia "d" será sustancialmente la misma en cada punto en la superficie anterior 38. En la medida en que puede haber diferencias detectables en la distancia "d" entre la lente de contacto 34 y el ojo 30, cuando se mide entre la superficie de contacto 36 y la superficie anterior 38, una película de fluido (no se muestra) puede emplearse entre la superficie de contacto 36 y la superficie anterior 38 para obviar las diferencias. En cualquier caso, el detector 24 se usa para medir la distancia "d", y para proporcionar después esta información al ordenador 20. Con información sobre la distancia "d", el ordenador 20 compara esta información con la entrada de referencia 22. En base a esta comparación, el ordenador 20 define una señal de error que es dependiente de la distancia "d". Mediante el uso de técnicas de control de retroalimentación de lazo cerrado bien conocidas, el ordenador 20 dirige entonces el controlador 18 para mover la unidad láser 16, y el dispositivo de colocación 28, para colocar el elemento de contacto 26 en su ubicación de operación. Para los propósitos de la presente invención, la ubicación de operación del elemento de contacto 26 se establece cuando la superficie de contacto 36 de la lente con conductividad 34 se yuxtapone con la superficie anterior 38 del ojo 30 (es decir, d=0), y se evita la condición de la superficie posterior 42 del ojo 30 que se muestra en la Figura 3 (es decir, no hay arrugas 40, u otras distorsiones estructurales del ojo 30). De acuerdo con la presente invención, esto se puede lograr de dos formas. Para uno, el detector 24 puede usarse como una unidad de consulta. Para otro, el detector 24 puede usarse para detectar presiones.

Con referencia a la Figura 4, y con referencia cruzada de vuelta a la Figura 2, se indica una modalidad para el sistema 10 en donde el detector 24 es una unidad de obtención de imágenes. Más específicamente, para los propósitos de la presente invención, un sistema de obtención de imágenes para su uso como el detector 24 puede ser de cualquier tipo bien conocido en la técnica pertinente, tal como dispositivos que emplean técnicas de Tomografía de Coherencia Óptica (OCT), Scheimpflug, obtención de imágenes de dos fotones, análisis frontal de ondas y técnicas no ópticas tales como obtención de imágenes acústicas. Independientemente del tipo, sin embargo, el detector 24 se usa para observar operativamente la distancia "d" (por ejemplo como se muestra en la Figura 2) e indicar cuando la distancia "d" es igual a cero (por ejemplo cuando hay contacto entre el elemento de contacto 26 y el ojo 30 como se muestra en la Figura 4). En detalle, cuando d=0, la modalidad del sistema 10 que incluye un detector 24 de tipo de "obtención de imágenes" puede reaccionar e indicar el alcance de una ubicación de operación para el elemento de contacto 26 en cualquiera de dos circunstancias. Para una, la ubicación de operación puede establecerse para el elemento de contacto 26 por la entrada de referencia 22 cuando una imagen creada por el detector 24 indica que "d" es realmente cero. Para otro, de nuevo en base a una entrada de referencia 22, la ubicación de operación puede establecerse para el elemento de contacto 26 cuando una imagen indica que ha habido un cambio predeterminado en la forma de la córnea 44 del ojo 30.

Con referencia a la Figura 5, y con referencia cruzada de vuelta a la Figura 2, se indica una modalidad para el sistema 10 en donde el detector 24 es un detector de tipo "activado por presión" 24. Para esta modalidad, se emplea un sensor de presión 46. Preferentemente, el sensor de presión 46 será de un tipo bien conocido en la técnica pertinente, y se montará en el elemento de contacto 26 para hacer contacto con la superficie anterior 38 de la córnea 44. En este caso, la ubicación de operación para el elemento de contacto 26 se establece cuando el sensor de presión 46 indica que se ha alcanzado el valor predeterminado para la presión del elemento de contacto 26 contra la superficie anterior 38 de la córnea 44. Como se hizo notar anteriormente, el detector 24 puede responder además como un indicador de posición cuando el sensor de presión 24 reacciona con un movimiento a la interacción de la lente de contacto 34 con el ojo 30.

El experto en la técnica apreciará que un fluido amortiguador puede posicionarse en la superficie anterior 38 del ojo 30 para distribuir la interacción del elemento de contacto 26 con el ojo 30. Este fluido (no se muestra) puede usarse para cualquiera de las modalidades de la presente invención.

Mientras el Aparato y Método particulares para el Control de Cambios de Índice de Refracción en un Material como se muestra y describe en detalle en la presente descripción es totalmente capaz de obtener los objetivos y proporcionar las ventajas antes indicadas en la presente descripción, se debe entender que es simplemente ilustrativa de las modalidades preferidas actualmente de la invención, y que no se pretenden limitaciones a los detalles de construcción o de diseño que se muestran en la presente descripción que no sean como se describió en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un sistema para estabilizar un objeto elástico para evitar que se cambien operativamente las propiedades de refracción del objeto, el sistema que comprende:

un elemento de contacto formado con una superficie de contacto, en donde la superficie de contacto se forma con una correspondencia sustancialmente coincidente a una superficie seleccionada en el objeto elástico; un dispositivo para colocar el elemento de contacto sobre la superficie seleccionada del objeto, en donde el elemento de contacto se coloca en una ubicación de operación cuando la superficie de contacto del elemento de contacto se yuxtapone con la superficie seleccionada del objeto, y en donde cualquier movimiento del objeto se opone por el elemento de contacto para estabilizar el objeto mientras que el elemento de contacto está en su ubicación de operación;

un detector para generar una señal de posición indicativa de una interacción entre el elemento de contacto y el objeto, en donde la señal de posición se usa con el dispositivo para establecer y mantener el elemento de contacto en su ubicación de operación para oponerse al movimiento del objeto, caracterizado porque el sistema comprende además un líquido, en donde el sistema se adapta para depositar el líquido en la superficie seleccionada del objeto para amortiguar la interacción entre el elemento de contacto y el objeto.
2. Un sistema como se mencionó en la reivindicación 1, que comprende además:

un ordenador conectado al detector para recibir la señal de posición y para comparar la señal de posición con una entrada de referencia para generar una señal de error; y

un controlador para recibir la señal de error desde el ordenador y para mover el dispositivo de colocación para establecer la señal de error como nula.
3. Un sistema como se mencionó en la reivindicación 2, en donde el detector es un sensor de presión para indicar una lectura de presión y la ubicación de operación del elemento de contacto se establece cuando la lectura de presión del sensor alcanza un valor predeterminado, y en donde el valor predeterminado es la entrada de referencia.
4. Un sistema como se mencionó en la reivindicación 3, en donde el valor predeterminado se basa en propiedades del objeto que incluyen topografía de superficie, forma y tipo de material.
5. Un sistema como se mencionó en la reivindicación 2, en donde el detector es una unidad de obtención de imágenes, y la unidad de obtención de imágenes comprende:

una fuente de luz para dirigir un haz de imágenes al elemento de contacto y al objeto; y

una unidad receptora para recibir luz del elemento de contacto y del objeto para producir una imagen de la interacción entre el elemento de contacto y el objeto, en donde la imagen determina una distancia “d” entre el elemento de contacto y la superficie anterior del ojo, y en donde la entrada de referencia se establece donde la distancia “d” es igual a cero.
6. Un sistema como se mencionó en la reivindicación 5, en donde la ubicación de operación del elemento de contacto se establece cuando el objeto alcanza una forma predeterminada.
7. Un sistema como se mencionó en la reivindicación 1, en donde la superficie de contacto es sustancialmente cóncava y la superficie seleccionada es sustancialmente convexa o

en donde el objeto es un ojo de un paciente y la superficie seleccionada es una superficie anterior del ojo o en donde el elemento de contacto se fabrica de un material seleccionado de un grupo que consiste de vidrio y un plástico transparente.
8. Un método para estabilizar un objeto elástico fabricado de un material transparente, para evitar cambiar las propiedades refractivas del objeto, el método que comprende las etapas de:

proporcionar un elemento de contacto formado con una superficie de contacto, en donde la superficie de contacto se forma con una correspondencia sustancialmente coincidente a una superficie seleccionada en el objeto elástico;

yuxtaponer la superficie de contacto del elemento de contacto con la superficie seleccionada en el objeto para establecer una ubicación de operación para el elemento de contacto en donde cualquier movimiento del objeto, mientras el elemento de contacto está en su ubicación de operación, se opone por el elemento de contacto para estabilizar el objeto;

usar un detector para generar una señal de posición indicativa de una interacción entre el elemento de contacto y el objeto, en donde la señal de posición se usa para establecer y mantener el elemento de contacto en su ubicación de operación para oponerse al movimiento del objeto; y

usar un líquido, en donde el líquido se deposita en la superficie seleccionada del objeto para amortiguar la interacción entre el elemento de contacto y el objeto.
9. Un método como se mencionó en la reivindicación 8 , que comprende además las etapas de:

conectar un ordenador al detector para recibir la señal de posición;

usar el ordenador para comparar la señal de posición con una entrada de referencia para generar una señal de error;

proporcionar un controlador para recibir la señal de error desde el ordenador; y

mover el elemento de contacto con el controlador para establecer la señal de error como nula.
10. Un método como se mencionó en la reivindicación 9, que comprende además las etapas de:

montar el detector en el elemento de contacto, en donde el detector es un sensor de presión; y

verificar el establecimiento de la ubicación de operación en la etapa de movimiento mediante la indicación de un valor predeterminado para una lectura de presión obtenida del sensor de presión,

en donde preferentemente la entrada de referencia es el valor predeterminado para la lectura de presión.
11. Un método como se mencionó en la reivindicación 8 , que comprende además las etapas de:

dirigir un haz de imágenes hacia el elemento de contacto y el objeto;

recibir reflexiones del elemento de contacto, y del objeto, para crear una imagen de la interacción entre ellas; y

usar la imagen para determinar una distancia “d” entre el elemento de contacto y la superficie anterior del objeto, en donde la distancia “d” es igual a la señal de error y el elemento de contacto está en su ubicación de operación cuando la distancia “d” es igual a cero.