ES2836851T3

ES2836851T3 - Sistemas para afectar las propiedades biomecánicas del tejido conectivo

Info

Publication number: ES2836851T3
Application number: ES14763812T
Authority: ES
Inventors: Annmarie Hipsley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2021-06-28
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: AU2014228803A1; CA2907239A1; EP2967745B1; CN105188589B; AU2021205095A1; CA2907239C; KR20230152843A; AU2023203989A1; KR102596973B1; CN105188589A; AU2014228803B2; CN108272507A; KR20160019404A; DK2967745T3; AU2018260896B2; EP2967745A4; US20190262177A1; MY181396A; EP2967745A1; KR102341328B1

Abstract

Un dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos a un tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo que comprende: un láser (202) para generar un haz de radiación láser, operable para su uso en tratamientos médicos ablativos a un tejido ocular diana para crear una matriz de poros que mejore la biomecánica del ojo; un controlador en comunicación con el láser y operable para controlar la dosimetría del haz de radiación láser; una lente operable para enfocar el haz de radiación láser sobre el tejido ocular diana; un subsistema de rastreo ocular (304) para rastrear puntos de referencia y movimientos del ojo; un subsistema de control de profundidad (302) para controlar una profundidad de ablación en el tejido ocular diana; un sistema de escaneo acoplado comunicativamente al subsistema de rastreo ocular y al subsistema de control de profundidad para escanear un punto focal sobre un área del tejido ocular diana; un subsistema de evitación para identificar obstáculos biológicos críticos o posiciones del ojo críticas; una fuente de energía operable para proporcionar energía al dispositivo; y donde el sistema de escaneo incluye un lazo de control de biorretroalimentación configurado para proporcionar retroalimentación en tiempo real sobre las características del tejido ocular diana irradiado, incluyendo espesor, topografía, enfoque, hidratación durante los tratamientos médicos ablativos; y donde el sistema de escaneo está configurado para administrar los tratamientos médicos que comprenden un tratamiento circunferencial completo usando un patrón espiral dorado, el patrón tiene una dirección horaria, una dirección antihoraria o una combinación de estas, donde la espiral dorada es una espiral logarítmica que crece en un factor φ = 1,618 para cada cuarto de vuelta de la espiral.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas para afectar las propiedades biomecánicas del tejido conectivo

CAMPO

[0001] La materia descrita en esta invención se refiere en general a sistemas para afectar las propiedades biomecánicas del tejido conectivo y, más específicamente, a sistemas para tratar el tejido conectivo para alterar las propiedades fundamentales y biomecánicas del tejido conectivo.

ANTECEDENTES

[0002] El tejido conectivo es un tejido que sostiene y conecta otros tejidos y partes del cuerpo. Las propiedades fundamentales y biomecánicas del tejido conectivo, como el tejido escleral del ojo, pueden cambiar a medida que se envejece. Estos tejidos fundamentales y biomecánicos tienen propiedades que incluyen, de modo no taxativo, su estructura, función, inmunología, elasticidad, absorción de impactos, resiliencia, amortiguación mecánica, maleabilidad, dureza, rigidez, configuración, alineación, deformación, movilidad, volumen, bioquímica y genética molecular del tejido conectivo propiamente dicho y del tejido conectivo recién metabolizado. Las alteraciones de estas propiedades pueden resultar en una acumulación de estrés/tensión de bajo grado del tejido conectivo. Esto puede ocurrir por lesión aguda o como un procedimiento gradual normal de envejecimiento. Las alteraciones de estas propiedades del tejido conectivo pueden cambiar las propiedades generales deseadas del tejido conectivo y también pueden afectar de forma indeseable los tejidos, estructuras, órganos o sistemas circundantes relacionados con el tejido conectivo. Ejemplos de dichos efectos indeseables son aumento de la tensión, pérdida de flexibilidad, contractura, fibrosis o esclerosis, cualquiera de los cuales puede impedir que el tejido conectivo o las estructuras que están relacionadas con el tejido conectivo realicen su función deseada.

[0003] Las alteraciones naturales en las propiedades fundamentales y biomecánicas, específicamente la maleabilidad y elasticidad del tejido escleral del ojo pueden afectar la capacidad del ojo para enfocarse. Estas alteraciones pueden ser causadas por una enfermedad o cambios relacionados con la edad en el tejido. Estas alteraciones del tejido escleral también pueden contribuir a un aumento de la presión intraocular y a la pérdida de la sensibilidad al contraste del ojo o del campo visual del ojo. Las alteraciones biomecánicas y estructurales de la esclerótica pueden afectar la capacidad de refracción, así como la eficiencia de las funciones homeostáticas del ojo, tales como presión intraocular, producción acuosa, pH, equilibrio, dinámica vascular, metabolismo y función de los órganos oculares. Además, las alteraciones del tejido escleral pueden contribuir al daño a los mecanorreceptores, fotorreceptores o receptores sensoriales en las capas y estructuras del tejido que están directa o indirectamente relacionadas con el tejido escleral. Además, las alteraciones fundamentales y biomecánicas del tejido escleral también pueden ser un factor contribuyente en la capacidad de la corteza cerebral para procesar el estímulo visual preciso necesario para procesar señales visuales en una percepción visual precisa.

[0004] La presbicia es una afección que afecta la capacidad de enfoque del ojo, especialmente en los ancianos. La presbicia es la pérdida de acomodación - la capacidad de enfocarse en un intervalo de objetos cercanos a lejanos. Se considera que algunas causas de la presbicia son una pérdida de elasticidad en la lente del cristalino y pérdida de fuerza en los músculos ciliares del ojo. Aunque ocurre de forma natural, la presbicia afecta la visión de una persona, incluyendo un aumento de la tensión ocular, problemas de visibilidad en la iluminación baja o tenue y problemas de enfoque en objetos pequeños. Como tal, la presbicia causa una pérdida de acomodación. En la publicación US 2012/0029489 A1 se describe un dispositivo para tratamientos de la presbicia que comprende un sistema de rastreo ocular.

[0005] Por lo tanto, es deseable proporcionar sistemas y procedimientos mejorados para alterar las propiedades biomecánicas del tejido conectivo que tienen ventajas que hasta ahora no se habían enseñado.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0006] En esta invención se describen sistemas para administrar tratamientos médicos ablativos al tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo que supere las limitaciones señaladas anteriormente. La invención se define por las reivindicaciones. Otros sistemas y procedimientos descritos son ejemplares y no constituyen las realizaciones de la invención.

[0007] En general, se describe un dispositivo para administrar tratamientos médicos que comprende un láser para generar un haz de radiación láser, un alojamiento, un controlador dentro del alojamiento, en comunicación con el láser y operable para controlar las cualidades del haz de radiación láser en aplicación a un material diana, una lente operable para enfocar el haz de radiación láser en un material diana y una fuente de energía operable para proporcionar energía al láser y al controlador.

[0008] Otras características y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción más detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invención descrita actualmente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DEL(DE LOS) DIBUJO(S)

[0009] Se ilustra(n) en el(los) dibujo(s) adjunto(s) al menos una de las mejores realizaciones en modo de la presente invención. En dicho(s) dibujos(s):

La FIG. 1 ilustra una descripción general de un sistema de tratamiento médico que utiliza un láser;

La FIG. 2 ilustra un sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 3 ilustra un sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 3A ilustra un sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 3B ilustra un sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 3C ilustra un sistema de corrección con cámara;

La FIG. 3D ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento de rastreador ocular basado en cámara; La FIG. 3E ilustra un diagrama de flujo para un procedimiento de ablación con láser;

La FIG. 4 ilustra un sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 4A ilustra un sistema de tratamiento con láser que incluye profundidad del poro de ablación;

La FIG. 4B ilustra un diagrama de flujo del control de profundidad basado en TCO (Tomografía de Coherencia Óptica);

La FIG. 5A ilustra una colocación de lentes con sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 5B ilustra una colocación de lentes con sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 5C ilustra una colocación de lentes con sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 6 ilustra un mapa de componentes de sistema de tratamiento con láser que muestra la relación de subsistemas relacionados;

La FIG. 7 ilustra un sistema de tratamiento con láser;

La FIG. 8 ilustra un mapa de tratamiento ocular;

La FIG. 9 ilustra una vista frontal de una matriz de poros;

La FIG. 10 ilustra una vista frontal de matrices de poros;

La FIG. 11 ilustra una vista posterior de una matriz de poros;

La FIG. 12 ilustra una matriz de poros;

La FIG. 13 ilustra una matriz de poros;

La FIG. 14 ilustra una matriz de poros;

La FIG. 15 ilustra una matriz de poros;

La FIG. 16 ilustra una profundidad de matriz de poros;

La FIG. 17 ilustra una profundidad de matriz de poros;

La FIG. 18 ilustra una matriz de poros;

La FIG.

ilustra una matriz de poros;

La FIG. 20 ilustra una matriz de poros en forma de espiral según una realización de la presente invención; La FIG. 21 ilustra una matriz de poros en forma de espiral según una realización de la presente invención;

La FIG. 22 ilustra una matriz de poros en forma circular concéntrica; y

La FIG. 23 ilustra una matriz de poros en forma circular intercalada.

La FIG. 24A ilustra un ojo acomodado y un ojo no acomodado mostrando el movimiento muscular del ojo.

La FIG. 24B ilustra las tres partes del músculo ciliar y su relación entre sí en el ojo.

La FIG. 24C muestra la contracción del músculo ciliar y su efecto en el ojo.

La FIG. 25 muestra una configuración donde el sistema de entrega del haz escanea sobre el ojo en un movimiento "goniométrico".

La FIG. 26 muestra un material isotrópico linealmente elástico sometido a tensión a lo largo del eje x con una relación de Poisson de 0,5. El cubo no está tensado mientras que el rectángulo se expande en la dirección x debido a la tensión y se contrae en las direcciones y y z.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0010] Las figuras descritas anteriormente ilustran la invención descrita en al menos una de sus realizaciones preferidas de mejor modo, que se define adicionalmente en detalle en la siguiente descripción. Los expertos en la materia pueden realizar alteraciones y modificaciones a lo que se describe en esta invención sin apartarse de su alcance. Si bien esta invención es susceptible de realización en muchas formas diferentes, se muestra en los dibujos y se describirá en detalle en esta invención una realización preferida de la invención con el entendimiento de que la presente descripción debe considerarse como una ejemplificación de los principios de la invención y no pretende limitar el aspecto amplio de la invención a la realización ilustrada. Por lo tanto, debe entenderse que lo que se ilustra se establece solo para fines de ejemplo y no debe tomarse como una limitación del alcance de la presente invención, ya que el alcance de la presente descripción estará limitado solo por las reivindicaciones adjuntas.

[0011] Como se usa en esta invención y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "una" y "el/la" incluyen los referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

[0012] Las publicaciones analizadas en esta invención se proporcionan únicamente para su descripción previa a la fecha de presentación de la presente solicitud. Nada en esta invención debe interpretarse como una admisión de que la presente descripción no tiene derecho a anteceder a dicha publicación en virtud de una descripción anterior. Además, las fechas de publicación proporcionadas pueden ser diferentes de las fechas de publicación reales que es posible que haya que confirmar de manera independiente.

[0013] Cabe destacar que todas las características, elementos, componentes, funciones y etapas descritas con respecto a cualquier realización proporcionada en esta invención pretenden ser libremente combinables y sustituibles con las de cualquier otra realización. Si se describe una determinada característica, elemento, componente, función o etapa con respecto a solo una realización, a continuación debe entenderse que esa característica, elemento, componente, función o etapa puede usarse con cualquier otra realización descrita en esta invención a menos que se indique explícitamente lo contrario. Por lo tanto, este párrafo sirve como base antecedente y soporte escrito para la introducción de las reivindicaciones, en cualquier momento, que combinan características, elementos, componentes, funciones y etapas de diferentes realizaciones, o que sustituyen características, elementos, componentes, funciones y etapas de una realización con las de otra, incluso si la siguiente descripción no establece explícitamente, en un caso particular, que dichas combinaciones o sustituciones son posibles. Se reconoce explícitamente que la recitación expresa de todas las combinaciones y sustituciones posibles es excesivamente onerosa, especialmente dado que la permisibilidad de todas y cada una de dichas combinaciones y sustituciones será fácilmente reconocida por los expertos en la materia.

[0014] En general, como se discutió anteriormente, las propiedades fundamentales y biomecánicas del tejido conectivo, tal como el tejido escleral del ojo, pueden cambiar con el tiempo. Estos tejidos fundamentales y biomecánicos tienen propiedades que incluyen, de modo no taxativo, su estructura, función, inmunología, elasticidad, absorción de impactos, resiliencia, amortiguación mecánica, maleabilidad, dureza, rigidez, resiliencia, configuración, alineación, deformación, movilidad, volumen, bioquímica y genética molecular del tejido conectivo propiamente dicho y del tejido conectivo recién metabolizado. Las alteraciones de estas propiedades pueden resultar en una acumulación de estrés/tensión de bajo grado del tejido conectivo. Esto puede ocurrir por lesión aguda o como un procedimiento gradual normal de envejecimiento. Las alteraciones de estas propiedades del tejido conectivo pueden cambiar las propiedades generales deseadas del tejido conectivo y también pueden afectar de forma indeseable los tejidos, estructuras, órganos o sistemas circundantes relacionados con el tejido conectivo. Ejemplos de dichos efectos indeseables son aumento de la tensión, pérdida de flexibilidad o resiliencia, junto con contractura, fibrosis o esclerosis, cualquiera de las cuales puede impedir que el tejido conectivo o las estructuras que están relacionadas con el tejido conectivo realicen su función deseada.

[0015] Por ejemplo, en el ojo humano, las alteraciones naturales en las propiedades fundamentales y biomecánicas, específicamente la resiliencia, maleabilidad y elasticidad del tejido escleral del ojo pueden afectar la capacidad del ojo para enfocarse. La esclerótica es la capa externa del ojo y contiene colágeno y fibra elástica. Se conoce comúnmente como el "blanco del ojo" y es opaco y protege el ojo. Estas alteraciones pueden afectar la capacidad de los músculos ciliares y complejos de ejercer fuerzas sobre la lente del cristalino para afectar la potencia óptica central (COP, de Central Optical Power). Estas alteraciones del tejido escleral también pueden contribuir a un aumento de la presión intraocular y a la pérdida de la sensibilidad al contraste del ojo o del campo visual del ojo. Las alteraciones biomecánicas y estructurales de la esclerótica pueden afectar la capacidad de refracción, así como la eficiencia de las funciones homeostáticas del ojo, tales como presión intraocular, producción acuosa, pH, equilibrio, dinámica vascular, metabolismo y función de los órganos oculares. Además, las alteraciones del tejido escleral pueden contribuir al daño a los mecanorreceptores, fotorreceptores o receptores sensoriales en las capas y estructuras del tejido que están directa o indirectamente relacionadas con el tejido escleral. Además, las alteraciones fundamentales y biomecánicas del tejido escleral también pueden ser un factor contribuyente en la capacidad de la corteza cerebral para procesar el estímulo visual preciso necesario para procesar señales visuales en una percepción visual precisa.

[0016] El tejido conectivo puede ser cualquier tejido conectivo deseado. Por ejemplo, en el ojo, la matriz de poros se puede aplicar a la conjuntiva; a la córnea (incluidas todas sus capas y membranas); al iris; al cuerpo ciliar; a los músculos ciliares; a la cámara anterior; a la zónula ciliaris; a los ligamentos zonulares laminados subcoroideos, a la cápsula de la lente, a los músculos extraoculares y a sus tejidos conectivos, membranas y fascias asociados; a la cámara posterior; a la lente y a todas sus capas, tejidos, cápsulas y membranas asociados; al canal de Schlemm, a la malla trabecular y a todas sus capas, tejidos, cápsulas y membranas asociadas; a la ora serrata; al cuerpo vítreo; a la papila nerviosa óptica; al nervio óptico; a la lámina cribosa; a la coroides; a la esclerótica; al vítreo y a las membranas asociadas; a la retina; a todas las capas de células epiteliales del ojo; a las estructuras vasculares del ojo; a los órganos accesorios del ojo; y a los vasos linfáticos del ojo e incluso a la estructura ósea de la lámina cribosa que rodea la cabeza del nervio óptico del ojo.

[0017] La presente descripción descrita en esta invención se refiere a la creación de una o más matrices de poros en el tejido conectivo envejecido para restaurar las propiedades biomecánicas perdidas del tejido conectivo. Dichas restauraciones incluyen, de modo no taxativo, aumento de la elasticidad, resiliencia, absorción de choque, maleabilidad, integridad estructural y/o movilidad, función óptima del órgano o sistema. Los poros (o perforaciones) pueden formarse mediante ablación con láser u otros medios similares, y pueden mantenerse en el tejido conectivo mediante el uso de un inhibidor de cicatrización. Preferentemente, las matrices se forman en el tejido escleral del ojo. Sin embargo, se apreciará que la presente descripción se puede aplicar a otro tejido conectivo o no conectivo, según sea el caso, donde la aplicación de una o más matrices restaure las propiedades biomecánicas perdidas al tejido. En al menos algunas realizaciones, como se explicará adicionalmente en esta invención, la una o más matrices pueden formar un patrón teselado de poros en el tejido conectivo. En al menos una realización, la al menos una matriz comprende al menos uno de: patrones anisotrópicos, patrones fractales, nanopatrones aleatorios o cualquier otro patrón ahora conocido o desarrollado en lo sucesivo que pueda alterar las propiedades del tejido conectivo para mejorar la biomecánica del mismo.

[0018] La relación entre la pluralidad de matrices entre sí en una pluralidad de planos crea un cambio en las propiedades biomecánicas que afectan la resiliencia del tejido, la maleabilidad y preferentemente las propiedades viscoelásticas del tejido conectivo envejecido y crea "rigidez negativa". Más físicamente explicadas, las propiedades biomecánicas del tejido conectivo se cambian de una manera específica y única por las matrices que crean resiliencia tisular. Un segundo efecto biomecánico de la aplicación de esta pluralidad de matrices es que las propiedades del tejido tienen un efecto específico en la relación de Poisson, es decir, se cambian a un valor de relación de Poisson negativa. La relación de Poisson (RP) es un parámetro mecánico fundamental que se aproxima a la relación de cambio relativo en el área de la sección transversal con respecto al alargamiento por tracción. Un tercer efecto biomecánico de la aplicación de esta pluralidad de matrices es que los cambios físicos y biomecánicos tienen un efecto de remodelación en el tejido conectivo. Un cuarto efecto biomecánico de la aplicación de la pluralidad de matrices es que los cambios de las propiedades físicas y biomecánicas tienen una estructura de relación de Poisson negativa con isotropía mecánica en un mínimo de dos dimensiones. Cuando se somete a tensión positiva en un eje longitudinal, la tensión transversal en el material puede ser realmente positiva (es decir, aumentaría el área de la sección transversal). Sistema de Cirugía Láser

[0019] A continuación se discutirá un sistema de láser quirúrgico 102 para tratar el tejido conectivo según al menos una realización preferida con referencia particular a las FIGS. 1-15.

[0020] Tal como se ilustra, por ejemplo, en la FIG. 1, el sistema de láser 102 se puede usar para eliminar el tejido escleral mediante la ablación del tejido escleral para formar perforaciones en el mismo. La cicatrización normal del tejido puede verse al menos parcialmente afectada para mantener las perforaciones o poros en el tejido escleral. En otras palabras, la formación de las perforaciones puede inhibir, interrumpir, restringir o de otro modo hacer que el tejido se desvíe de la cicatrización, reparación o regeneración de una manera que se ajuste al curso normal u ordinario de la naturaleza, produciendo deficiencias observables en el mismo.

[0021] El sistema de láser quirúrgico 102 incluye un cabezal láser 106 acoplado a un extremo de un conector tal como una fibra de entrega de láser 120, cuyo extremo opuesto está conectado a un aparato de entrega tal como una pieza manual 130.

[0022] La fibra de entrega de láser 120 suministra energía del láser desde el emisor láser a la pieza manual 130. La fibra de entrega de láser puede ser de cualquier construcción deseada que transfiera energía del láser del láser a la pieza manual 130. En algunas realizaciones, la fibra de entrega de láser 120 puede ser un conjunto de fibra óptica. En otras realizaciones, se puede usar un sistema de brazo colimado o un haz de partículas atomizadas en lugar de la fibra de entrega 120, como se conoce en la técnica. El conector puede suministrar energía a través de un conjunto de bombeo óptico o un conjunto de fibra a fibra.

[0023] El láser 202 puede ser cualquier láser deseado. Por ejemplo, el láser puede ser un láser de tipo gas (por ejemplo, argón, criptón, CO², HeNe, nitrógeno, etc.), un láser de tipo excímero (por ejemplo, ArF, KF, KCl, etc.), un láser de estado sólido (por ejemplo, vidrio (por ejemplo, fibra óptica) cristal (por ejemplo, rubí, YAG, YLF, GSSG, etc.), dopante (por ejemplo, neodimio, erbio, holmio, iterbio, tulio, cromo, etc.)), un láser de tipo diodo, un láser de tipo vapor metálico (por ejemplo, Cu, Ag, etc.), o un láser de tipo colorante. Las longitudes de onda preferidas pueden variar de 193 nanómetros a 10.600 nanómetros. El láser también puede ser un láser de onda continua, pulso largo, conmutado q o bloqueado en modo.

[0024] En una realización preferida, el láser 202 tiene una longitud de onda de alrededor de 2,94 pm. En algunas realizaciones se puede usar un láser de CO²con una longitud de onda de 10,6 micras. En algunas realizaciones, se puede usar un láser Ho:YAG con una longitud de onda de 2,1 micras.

[0025] En al menos una realización, el ancho de pulso del láser 202 puede ser de aproximadamente 250 ps. En algunas realizaciones, los láseres de "pulso largo" se utilizan con anchos de pulso en el intervalo de cientos de microsegundos. En algunas realizaciones se utilizan láseres conmutados Q con anchos de pulso en el intervalo de diez a cien nanosegundos. En algunas realizaciones se utilizan láseres bloqueados en modo con anchos de pulso en las decenas a cientos de picosegundos. En algunas realizaciones se utilizan láseres ultrarrápidos con anchos de pulso de decenas a cientos de femtosegundos. En al menos una realización, la velocidad de repetición puede variar de 3 a 50 pps, preferentemente seleccionada de 3, 10, 15, 20, 25, 30, 40 y 50 pps. En algunas realizaciones, la tasa de repetición puede variar de cientos de hercios a decenas de kilohercios. Láseres ejemplares se describen en los materiales adjuntos al presente documento.

[0026] La estructura del modo espacial en realizaciones de la invención en esta invención puede variar. En algunas realizaciones, se puede usar el modo espacial gaussiano de modo único. En otras realizaciones, se pueden usar láseres en modo multiespacial.

[0027] La distribución de energía de los láseres según las realizaciones de la invención puede, en algunas realizaciones, ser gaussiana y, en algunas realizaciones, plana.

[0028] Tal como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 2, el sistema de entrega puede configurarse para dirigir la energía del láser a lo largo de una trayectoria desde una posición de entrada del haz 204 a una posición de salida de haz 216. Esto se puede lograr, entre otras cosas, a través de una serie de espejos y/o lentes 204, 208, 210, 212, 214, 216 configurados para dirigir la energía del láser. La serie de espejos y/o lentes puede ajustarse manualmente o automáticamente para dirigir la energía del láser a una o más posiciones deseadas.

[0029] El sistema de entrega puede configurarse además para enfocar la energía del láser en el tejido escleral 140. Esto se puede lograr, entre otras cosas, a través de una serie de espejos y/o lentes 204, 208, 210, 212, 214, 216 configurados para enfocar la energía del láser. La serie de espejos y/o lentes 204, 208, 210, 212, 214, 216 puede ajustarse ya sea manualmente o automáticamente para enfocar la energía del láser a una o más posiciones deseadas.

[0030] El sistema de entrega también puede incluir una plataforma de imagen, una plataforma de visualización, una lámpara de hendidura, un microscopio o un visor 150.

[0031] El sistema de entrega 200 puede configurarse además para hacer que la energía del láser forme la matriz de poros en el tejido escleral.

[0032] En al menos una realización, el sistema de entrega comprende una pieza manual 130 configurada para aplicar la energía del láser en la matriz de poros sobre el tejido. Dicha aplicación es automática.

[0033] En algunas realizaciones, el sistema de entrega comprende un mecanismo o sistema de escaneo (tal como el rastreador ocular 304 en la FIG. 4) configurado para mover la energía del láser en la matriz de poros sobre el tejido. Este es un procedimiento automatizado. Por ejemplo, en al menos una realización, el sistema de entrega comprende un sistema de escaneo galvánico 2D o 3D configurado para mover la energía del láser en un patrón deseado sobre el tejido. El sistema de escaneo también puede incluir un dispositivo de imágenes inversas y una plataforma de software. Tal como se discute adicionalmente en esta invención, el mecanismo o sistema de escaneo dirige el haz de ablación con láser de poro a poro durante la formación de la matriz de poros. Por otro lado, como también se discutió en esta invención, el mecanismo de rastreo mantiene el posicionamiento relativo del sistema de escaneo y el tejido diana estable. El sistema de rastreo está acoplado comunicativamente al sistema de escaneo por al menos esa razón.

[0034] En al menos una realización, el sistema de entrega comprende una máscara configurada para aplicar la energía del láser en la matriz de poros sobre el tejido. Por ejemplo, la máscara puede permitir selectivamente que la energía del láser llegue al tejido escleral.

[0035] En algunas realizaciones, una máscara o película puede incorporar un sensor biológico, químico, eléctrico, iónico u otro para controlar numerosos parámetros de la función y la homogeneización del haz láser. En algunas realizaciones, un sensor puede incorporarse en una máscara, película o conjunto galvanométrico-óptico para controlar el medio de ganancia y la función de ancho de banda del haz láser. En otras palabras, en algunas realizaciones, el sistema de escaneo incluye un lazo de control de biorretroalimentación. El lazo de biorretroalimentación proporciona retroalimentación en tiempo real sobre las características del tejido irradiado, tales como espesor, topografía, enfoque, hidratación, etc. En al menos una realización, el haz láser utilizado para irradiar el tejido se mide para proporcionar esta retroalimentación y se ajusta en función de las características del tejido en tiempo real.

[0036] En al menos una realización, el láser y el sistema de entrega es un sistema Fibra a Fibra de Iterbio (tal como en la FIG. 1, elemento 120) que no requiere un cristal. En al menos una realización, el láser 202 tiene un amplificador que se encuentra en la pieza del cuerpo, la pieza del cabezal o la pieza manual remota 130.

[0037] Es importante tener en cuenta que ninguna de las características o realizaciones mencionadas anteriormente pretende ser mutuamente excluyente y todas sus combinaciones se contemplan específicamente. Por ejemplo, el sistema de entrega puede comprender la pieza manual 130 que tiene un mecanismo de escaneo en la misma para usarse junto con una máscara.

[0038] Pasando a la FIG. 1, se muestra un sistema de tratamiento médico 100 que usa un sistema de láser 102 que se puede usar para realizar los procedimientos descritos más adelante

[0039] En la realización de ejemplo, el sistema de tratamiento médico 100 requiere en términos generales el uso del sistema de láser 102 que suministra un haz láser a través de fibra de entrega de láser 120 a la pieza manual 130 y a continuación al paciente (también denominado en esta invención ojo del paciente) 140. El operador 160 controla el sistema de láser 102 a través del pedal 114 y el haz láser a través de la pieza manual 130 y monitorea el progreso de un procedimiento médico a través del microscopio quirúrgico 150.

[0040] En la realización de ejemplo, el sistema de láser 102 está comprendido por varios componentes que incluyen electrónica de control del sistema 104, cabezal láser 106, sistema de enfriamiento del láser 108, fuente de energía AV 110 y fuentes de energía del sistema 112.

[0041] En algunas realizaciones, el sistema de enfriamiento del láser 108 es un sistema de enfriamiento por agua. En algunas realizaciones, el sistema de enfriamiento del láser 108 puede ser por aire o un sustrato químico. También se puede incluir un botón de interfaz de usuario y un panel LED que incluya indicadores de estado tales como encendido, apagado, en espera u otros. Existe una interfaz entre el sistema de láser 102 y la fibra de entrega 120.

[0042] En la realización de ejemplo, el sistema de láser 102 crea un haz láser que tiene una longitud de onda operativa de 2,94 micras y una frecuencia de repetición de pulso típica de 10-50 Hz. El ancho del pulso láser es típicamente de 250 microsegundos.

[0043] El sistema de láser 102 está acoplado a la pieza manual 130 sostenida por el operador 160 a través de un cable de fibra óptica. Para transmitir luz infrarroja media, el material de fibra es un vidrio calcogénido. Podría estar hecho de germanio o ZBLAN. Alternativamente, la fibra podría ser una fibra de núcleo hueco, una fibra de cristal fotónico o una fibra de doble revestimiento o multirrevestimiento. El diámetro del núcleo de fibra es de aproximadamente 400 micras, pero podría variar en un intervalo de un modo único a 600 micras de diámetro.

[0044] La pieza manual 130 se conecta en el extremo proximal al cable de fibra y acopla la luz mediante óptica de enfoque a una punta de guía de ondas. Esta punta puede estar compuesta de vidrio amorfo o material cristalino, como cuarzo o zafiro. El diámetro de la punta puede estar en un intervalo de 100 a 600 micras y puede ser recto o doblado en un ángulo. El extremo de la punta puede pulirse o escindirse plano o puede estar en ángulo o redondeado. La punta de la pieza manual 130 se coloca muy cerca del tejido a ser tratado.

[0045] La pieza manual 130 puede ser pasiva o activa. Una pieza manual activa 130 puede comunicarse de alguna manera con el sistema de control láser 102 para activar/desactivar el haz láser, o para cambiar otros parámetros del láser (por ejemplo, ancho de pulso, frecuencia de repetición o energía de pulso).

[0046] Una configuración alternativa para la pieza manual 130 es contener el cristal y la cavidad reales del láser. Se utilizan diodos semiconductores en lugar de lámparas flash para bombear el cristal láser y la energía óptica del diodo se entrega al cristal láser en la pieza manual 130 a través de fibra óptica como se describe en la patente de referencia asociada Shen, US 6.458.120.

[0047] En algunas realizaciones, se puede usar un sistema de manos libres en lugar de la pieza manual 130. En algunas realizaciones, se puede usar una interfaz de lámpara de hendidura para monitorear o realizar procedimientos. En algunas realizaciones, se puede usar una interfaz supina como es común en algunos procedimientos de cirugía ocular con láser.

[0048] En la realización de ejemplo, el microscopio quirúrgico 150 se usa para proporcionar un aumento del área de tratamiento para que el operador 160 guíe el tratamiento. En otras realizaciones, el microscopio quirúrgico 150 puede ser otro aparato de visualización que proporcione aumento u otra visión del área de tratamiento.

[0049] El médico u operador 160 puede interactuar con el sistema de numerosas maneras en las diversas realizaciones de la invención. Algunas realizaciones incluyen un monitor de vídeo de pantalla táctil. Otras realizaciones incluyen un monitor de vídeo sin capacidades de pantalla táctil. Algunas realizaciones permiten el uso de un teclado y un ratón, interruptor activado a mano, pedales adicionales, gafas de realidad virtual o tridimensionales, capacidades de interacción remota, microscopios quirúrgicos estéreo u otros equipos relacionados.

[0050] En algunas realizaciones, un cristal láser está dispuesto entre dos superficies reflectantes y estas ayudan a formar un haz láser. En algunas realizaciones, el cristal láser es un cristal en forma de varilla o un cristal en forma de disco delgado. Un miembro de abertura puede colocarse entre el cristal láser y una de las superficies reflectantes y puede incluir una abertura sustancialmente circular para pasar el haz láser. En muchas realizaciones, el tamaño de la abertura se puede ajustar selectivamente. El miembro de abertura puede tener una pluralidad de aberturas de varios tamaños diferentes y es giratorio alrededor de un eje de rotación. El eje de rotación puede ser paralelo al eje longitudinal del cristal láser. Al girar adecuadamente el miembro de abertura, una de las aberturas seleccionadas puede colocarse para que pase el haz láser. En algunas realizaciones, se utiliza una abertura para ajustar el tamaño del haz láser. La abertura está situada fuera de la cavidad del láser. La abertura está situada relativamente cerca de la superficie de irradiación. En tales realizaciones, el láser es preferentemente un cristal de bomba láser de diodo de sonda portátil.

[0051] En algunas realizaciones, se utilizan un motor paso a paso y un eje flexible para girar el miembro de abertura. Al menos una de las aberturas puede estar rodeada por una porción biselada del miembro giratorio.

[0052] En algunas realizaciones, se pueden utilizar dos láseres con aberturas fijas de diferentes tamaños y dirigirse a una superficie común. Según un aspecto de la invención, en algunas realizaciones se proporciona un brazo articulado junto con una o más ópticas de reenfoque para reenfocar el haz láser a medida que se desplaza a través del brazo.

[0053] En algunas realizaciones, la fuente láser se proporciona junto con un galvanómetro para dirigir cada uno de los dos haces láser a una superficie a ser tratada. Tal disposición puede proporcionar versatilidad y control adicionales.

[0054] En algunas realizaciones, la fuente láser se proporciona a lo largo de una fibra óptica junto con una pieza manual y una o más ópticas o puntas de enfoque. Según otro aspecto, una cuarta fuente láser está provista de un disco semiconductor.

[0055] Para la sintonización amplia de la longitud de onda y para la generación de pulsos ultracortos, otros medios de ganancia dopados con iterbio pueden ofrecer un ancho de banda de ganancia más amplia. Ejemplos son cristales de tungstato (Yb:KGW, Yb:KYW, Yb:KLuW), Yb:LaSc3(BO3)4 (Yb:LSB), Yb:CaGdAlO4 (Yb:CALGO) e Yb:YVO4. Especialmente prometedores son los nuevos materiales de sesquióxidos como Yb:Sc2O3, Yb:Lu203 e Yb:Y2O3, que tienen excelentes propiedades termomecánicas y un potencial para potencias de salida muy altas y altas eficiencias. Se ha demostrado una eficiencia de pendiente del 80% con Yb:Lu2O3.

[0056] Nd:YAG o Nd:YVO4 también se pueden usar en láseres de disco delgado, por ejemplo, cuando se requiere una longitud de onda de 1064 nm, o cuando la energía de saturación mucho menor de Nd:YV04 es relevante. Generalmente, una alta concentración de dopaje es deseable para medios de ganancia de disco delgado. Esto permite utilizar un disco bastante delgado (y por lo tanto minimizar los efectos térmicos) sin organizar demasiadas pasadas de la radiación de la bomba. La mayoría de los medios de ganancia dopados con iterbio son bastante favorables en este sentido.

[0057] Según otro aspecto, una quinta fuente láser está provista de un aparato donde dicho aparato forma parte de un sistema independiente de procesamiento de bordes de obleas semiconductoras o es un conjunto de fibra óptica integrado en un módulo para su uso en un sistema de procesamiento de bordes de obleas semiconductoras. En los amplificadores de fibra de Iterbio se encuentra una plataforma de amplificador de luz única que se adapta para el marcado y el grabado a láser.

[0058] En algunas realizaciones, el sistema de láser de fibra a fibra (tal como se muestra en la FIG. 1) que comprende una técnica de bombeo de fibra revestida crea coherencia en la estructura de haz que se aproxima estrechamente a un perfil de intensidad de un haz gaussiano. Un procedimiento de ablación de tejido biológico con un sistema de láser comprende un láser de estado sólido fibra a fibra de Iterbio, donde la fibra óptica en sí misma es el medio emisor de láser y que no contiene cristal láser u óptica intracavidad cerca del conjunto galvanométrico y todo el conjunto de dirección de haz/montaje galvanométrico se reduce a un módulo compacto.

[0059] En algunas realizaciones, el conjunto es un verdadero diseño de estado sólido y comprende una óptica de cámara de bombeo que se desarrolla en el conjunto de fibra activa que incluye una capacidad incorporada del sistema para monitorear automáticamente la potencia de salida de la fuente láser a través de una característica de autocalibración que proporciona constantemente retroalimentación minuciosa, manteniendo la potencia de salida constante independientemente de las variaciones en el voltaje entrante o cualquier posible degradación ligera de los diodos individuales.

[0060] En algunas realizaciones, el pequeño tamaño del paquete del láser fibra a fibra permite el posicionamiento del haz en casi cualquier ángulo, dando un área de tratamiento espacial angular casi ilimitada.

[0061] En algunas realizaciones, la longitud de onda preferida de la frecuencia de infrarrojo cercano de fibra de Iterbio es 1060 nm que puede duplicarse, triplicarse o cuadruplicarse. Preferentemente en esta invención se presenta el parámetro de longitud de onda de 2940nm.

[0062] En algunas realizaciones, el sistema de láser comprende circuitos de retroalimentación de monitoreo de energía incorporados como se conoce en la técnica.

[0063] En algunas realizaciones, el sistema de láser básico es un formato de todas las fibras que permite el ajuste de la energía de pulso y/o cambiar la frecuencia de repetición de pulso sin afectar ninguno de los parámetros del haz de salida.

[0064] En algunas realizaciones, el sistema de láser básico presenta un modo único M-cuadrado de < 1,2. M-cuadrado es una métrica de calidad del haz que indica cuán cerca está el haz láser de un haz gaussiano verdadero.

[0065] En esta invención se proporciona un procedimiento de ablación de tejido biológico en el que la fuente láser es un láser de IR medio de frecuencia única y ampliamente sintonizable.

[0066] En algunas realizaciones, el haz láser puede posicionarse con precisión subnanométrica. Esto se puede lograr con un instrumento AFM de sonda resonante de alta resolución automatizado que se puede conectar a un sistema de nanoposicionamiento de lazo cerrado. En algunas realizaciones, sistemas de nanoposicionamiento de tres ejes con intervalos de movimiento de 100, 200 y 300 micras se proporcionan en los tres ejes.

[0067] Se pueden proporcionar otros componentes en algunas realizaciones que incluyen componentes láser tales como un preamplificador de sensor, una sonda Akiyama, una placa de montaje y/o un nano servo controlador de lazo cerrado.

[0068] Pasando a la FIG. 2, se muestra una realización de un sistema de tratamiento médico usando un sistema de tratamiento con láser 200 según una realización de la presente invención.

[0069] En la realización de ejemplo, un sistema de tratamiento con láser de manos libres 200 consiste en un láser de tratamiento 202 que emite un haz láser que viaja a través de la lente inversora 204 al espejo dicroico o flip-in 208. El láser de tratamiento 202 está acoplado al sistema ya sea a través de una fibra óptica, una guía de ondas hueca o propagación en el espacio libre. Para la propagación en el espacio libre, el haz láser puede manipularse con espejos o prismas fijos, o espejos o prismas en un brazo articulado. Se utilizan una o más lentes para colimar y/o cambiar el tamaño y/o la imagen del haz láser. Se puede usar una óptica de transporte adicional para controlar el haz a medida que se lleva a la óptica de enfoque.

[0070] En algunas realizaciones, los elementos de dirección activos cambian el ángulo del haz en el subsistema de enfoque para escanear el punto focal sobre un área de tejido. Estos elementos activos pueden ser galvanométricos, bobina de voz, motor DC, motor paso a paso, espejos piezoeléctricos o MEMS. Alternativamente, los elementos de dirección podrían ser elementos de refracción o de difracción, tales como prismas Risley o moduladores electro-, magneto- o acústico-ópticos. Estos se denominan alternativamente en esta invención como un sistema de escaneo.

[0071] En la realización de ejemplo, el haz o haces dejan el espejo dicroico o flip-in 208 y viajan al espejo galvanométrico 1 210. El espejo galvanométrico 1 210 puede consistir en un espejo que gira mediante una configuración de galvanómetro para mover un haz láser. El haz o haces salen del espejo galvanométrico 1210 y viajan al espejo galvanométrico 2212 que puede ser de una configuración similar al espejo galvanométrico 1210. El haz o haces salen del espejo galvanométrico 2 212 y viajan al espejo dicroico (visible/IR) 214. El operador 160 puede monitorear el haz o haces en el espejo dicroico (visible/IR) 214 mediante el uso de un microscopio quirúrgico 150. El haz o haces viajan desde el espejo dicroico (visible/IR) 214 mediante la óptica de enfoque 216 hasta el ojo del paciente 140.

[0072] En algunas realizaciones, el sistema de rastreo incluye además un sistema de estabilización de imágenes 3D para microscopía, capaz de controlar gradientes de temperatura, deriva de la muestra y deriva del microscopio.

[0073] En algunas realizaciones, la óptica de enfoque 216 puede incluir un subsistema de enfoque que enfoca el haz en el tejido a tratar, creando un punto focal con el tamaño de punto deseado, perfil de energía y profundidad de enfoque. El subsistema de enfoque puede consistir en elementos refractivos, reflectantes o difractivos.

[0074] En algunas realizaciones, el láser de punto visual 206 puede ser un láser de baja potencia empleado como un haz de punto para ayudar a la visualización de la posición del punto focal en el tejido. El láser de punto visual 206 puede ser un láser de gas, de estado sólido o semiconductor. La realización preferida sería un láser de longitud de onda visible que se pueda ver a simple vista o con una cámara CCD (Charge-Coupled Device - Dispositivo de Carga Acoplada) o CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor - Semiconductor Complementario de Óxido Metálico) de silicio.

[0075] El láser de punto visual 206 se inyecta en el sistema óptico mediante un espejo dicroico o flip-in divisor de haz 208 óptico y es preferentemente colineal a la línea de visión del láser de tratamiento 202. Alternativamente, un elemento que bloquea selectivamente parte del haz láser de tratamiento o de punto y permite que una porción del otro haz pase podría usarse de modo que los haces de punto y de tratamiento incidan en el tejido simultáneamente. Alternativamente, se podría usar un elemento reflectante giratorio u oscilante que alterne entre los láseres de tratamiento y de punto. En otras realizaciones, los haces pueden alcanzar el espejo dicroico o flip-in 208 en momentos escalonados.

[0076] También es posible tener el haz de punto visible integral al láser de tratamiento. Un ejemplo sería propagar un haz láser visible a través de los espejos intracavidad o un láser de estado sólido. Los espejos intracavidad podrían recubrirse para transmitir la longitud de onda del láser de punto mientras reflejan la longitud de onda del láser de tratamiento.

[0077] Alternativamente, se pueden usar múltiples haces de láser de punto y alinearse de modo que coincidan en el plano focal de la óptica de enfoque. Si el tejido no está en el plano de enfoque, múltiples haces visibles serán evidentes, lo que indica la necesidad de ajustar el enfoque.

[0078] Una línea de visión para que el operador 160 vea el área de tejido que se está tratando es inyectada después de los elementos de dirección y antes del subsistema de enfoque. Se utiliza un espejo dicroico divisor de haces 208 para que el tejido pueda verse simultáneamente con los láseres de punto y/o de tratamiento 206. También es posible emplear un elemento reflectante para combinar las líneas de visión del láser de tratamiento/de punto con la línea de visión visible. Este elemento reflectante puede crear un oscurecimiento central en el haz láser o en la línea de visión visible. En la figura se muestra un cabezal de microscopio binocular quirúrgico 150. En lugar de un sistema visual directo al ojo del operador, se podría emplear una cámara CCD o CMOS con óptica de imagenología. Esto incluye preferentemente un controlador para ajustar el error de paralaje.

[0079] Alternativamente, la línea de visión podría ubicarse después de la óptica de enfoque 216. Se podría utilizar un elemento de apertura compartida similar al descrito anteriormente para combinar las líneas de visión. En este caso, se requeriría una óptica de enfoque separada 216 para que el operador 160 se centre en la superficie del tejido, tal como el ojo del paciente 140.

[0080] Pasando a la FIG. 3, se muestra un sistema de tratamiento con láser 300 según una realización de la presente invención. La FIG. 3 muestra el sistema óptico de la FIG. 2, con subsistemas adicionales añadidos para monitorear y controlar la profundidad de la ablación tisular y para rastrear el movimiento ocular.

[0081] De manera similar a la realización representada en la FIG. 2, en la realización de ejemplo, el sistema de tratamiento con láser 300 consiste en un láser de tratamiento 202 que emite un haz láser que viaja a través de la lente inversora 204 al espejo dicroico o flip-in 208. El láser de punto visible 206 emite un haz láser que también viaja al espejo dicroico o flip-in 208. En algunas realizaciones, los haces del láser de tratamiento 202 y el láser de punto visible 206 pueden encontrarse simultáneamente en el espejo dicroico o flip-in 208. En otras realizaciones, los haces pueden alcanzar el espejo dicroico o flip-in 208 en momentos escalonados.

[0082] El haz o haces dejan el espejo dicroico o flip-in 208 y viajan al espejo galvanométrico 1210. El espejo galvanométrico 1210 puede consistir en un espejo que gira mediante una configuración de galvanómetro para mover un haz láser. El haz o haces salen del espejo galvanométrico 1210 y viajan al espejo galvanométrico 2212, que puede ser de una configuración similar al espejo galvanométrico 1210. El haz o haces salen del espejo galvanométrico 2 212 y viajan al espejo dicroico (visible/IR) 214. El operador 160 puede monitorear el haz o haces en el espejo dicroico (visible/IR) 214 mediante el uso de un microscopio quirúrgico 150. El haz o haces viajan desde el espejo dicroico (visible/IR) 214 mediante la óptica de enfoque 216 hasta el ojo del paciente 140.

[0083] En la FIG. 3, se proporcionan elementos de monitoreo adicionales para que el operador 160 los use para ayudar en los procedimientos médicos. El subsistema de control de profundidad 302 se acopla al microscopio quirúrgico para ayudar a controlar la profundidad de los procedimientos de ablación según la presente invención. De manera similar, el rastreador ocular 304 se acopla al microscopio quirúrgico para ayudar a rastrear los puntos de referencia en el ojo del paciente 140 durante los procedimientos médicos según la presente invención.

[0084] El control de profundidad se puede lograr al ver la región de ablación y detectar visualmente un cambio en la estructura o el color en la imagen. Se puede emplear una cámara CCD e iluminación pasiva o activa para visualizar la región de ablación del ojo del paciente 140. Los datos de imagen se pueden procesar y se pueden usar algoritmos para segmentar la imagen para determinar las características de la imagen dentro de una región de interés. Estas características se pueden comparar con valores conocidos, almacenados o calculados que se pueden usar para determinar cuándo interrumpir la exposición al láser de tratamiento. Alternativamente, se puede realizar una medición de la profundidad de ablación y compararla con la profundidad máxima conocida o almacenada deseada para la ablación. Alternativamente, se pueden obtener imágenes del tejido subsuperficial usando, por ejemplo, ultrasonido o tomografía de coherencia óptica. La profundidad de ablación se puede ver en referencia a puntos de referencia o capas de imágenes para proporcionar indicadores cuando se ha logrado la profundidad de ablación deseada.

[0085] La región del tejido a tratar debe permanecer posicionalmente estable durante el tratamiento. En el caso del ojo, se debe detectar y compensar el movimiento de todo el cuerpo o la cabeza, así como los movimientos oculares como movimientos sacádicos, seguimiento de movimiento suave, vergencia y movimientos vestíbulo-oculares. Un procedimiento para lograr esto es mediante imagenología del ojo con una cámara, tal como una cámara CCD o CMOS. Los datos de imagen se pueden procesar de varias maneras. Un procedimiento es extraer características en el campo de imagen y realizar un rastreo de los cambios de posición con respecto a la posición fija de los píxeles de la cámara. Un lazo de retroalimentación para los elementos de dirección es utilizado para compensar la línea de visión del haz de tratamiento para mantener su posición relativa en el ojo. La cámara de imagenología puede estar delante o detrás de los elementos de dirección. Si está delante, la compensación, a continuación, se ejecutará en lazo abierto, en el sentido de que no hay señal de error entre la posición de compensación ordenada y la resultante. Si la cámara está detrás de los elementos de dirección, el campo de imagen de la cámara, a continuación, puede generar una señal de error continua para retroalimentar los elementos de dirección. Si el sistema tiene un conjunto de elementos de dirección, los mismos se utilizarán a continuación tanto para escanear el haz láser de tratamiento sobre el tejido como para compensar el movimiento ocular. Alternativamente, se podrían emplear dos conjuntos de elementos de dirección para separar estas funciones.

[0086] Pasando a la FIG. 3A, se muestra un sistema de tratamiento con láser 301 según una realización de la presente invención.

[0087] En esta realización, un haz láser de tratamiento viaja al espejo dicroico 208. En el espejo dicroico 208, el haz láser viaja a la Instalación Galvanométrica 320, que consiste en un espejo galvanométrico 1210 y un espejo galvanométrico 2212. A continuación, el haz pasa de la Instalación Galvanométrica 320 a la óptica de enfoque 216 y, por último, al ojo del paciente 140.

[0088] También se proporciona en esta realización un sistema de control y monitoreo que consiste ampliamente en un ordenador 310, un monitor de vídeo 312 y una cámara 308. La cámara 308 proporciona monitoreo del haz láser en el espejo dicroico 208 a través de la lente 306. La cámara 308 transmite su señal al ordenador 310. El ordenador 310 también monitorea y controla de modo operable la Instalación Galvanométrica 320. El ordenador 310 también está acoplado al monitor de vídeo 312 para proporcionar a un usuario u operador una señal en vivo desde la cámara 308.

[0089] En algunas realizaciones de la invención se utiliza un conjunto óptico de galvanómetro de lazo cerrado de doble eje.

[0090] Dado que se pueden usar múltiples sistemas láser para el tratamiento en algunas realizaciones, ahora se describirán sistemas láser adicionales.

[0091] El sistema de láser puede incluir un galvanómetro de montaje en jaula que contiene un servocontrolador, un sensor inteligente, un sistema de retroalimentación y un conjunto de montaje con una cámara óptica. Algunas realizaciones pueden incluir el uso de un conjunto óptico de galvanómetro de montaje en jaula. Algunas realizaciones pueden incluir nanoposicionadores de resolución ultra-alta para lograr una resolución subnanométrica.

[0092] Para expandirse, la FIG. 3A muestra más detalles de un subsistema de rastreador ocular basado en cámara CCD (o CMOS). El espejo dicroico divisor de haz 208 se usa para recoger la luz visible, mientras permite que el haz de tratamiento IR sea transmitido. El divisor de haz 208 está ubicado delante de los elementos de dirección, que se muestran aquí como espejos galvanométricos 320. La lente 306 muestra imágenes del plano tisular (ojo) en la cámara. Las características en el campo de imagen (por ejemplo, vasos sanguíneos, borde del iris, etc.) se identifican mediante procesamiento de imágenes y sus coordenadas son calculadas en el campo de píxeles de la cámara. Si el ojo se mueve dentro del campo de píxeles cuadro a cuadro, el cambio de posición de las características de referencia puede ser calculado. Se calcula una función de error a partir del cambio en la posición de la característica de referencia y los comandos emitidos a los espejos galvanométricos 320 para minimizar la función de error. En esta configuración, la línea óptica de visión siempre está centrada en el punto de tratamiento, que está en una coordenada fija en el campo de píxeles de la cámara. El movimiento aparente de reposicionar los espejos galvanométricos 320 será mover la imagen ocular con respecto al punto de tratamiento fijo.

[0093] Pasando a la FIG. 3B, se muestra otra realización de un sistema de tratamiento con láser 303 según una realización de la presente invención. La FIG. 3B es similar a la FIG. 3A, excepto que el subsistema de rastreo ocular se ubica después de los espejos galvanométricos 320.

[0094] En esta realización, un haz láser de tratamiento viaja a la Instalación Galvanométrica 320 que consiste en el espejo galvanométrico 1210 y en el espejo galvanométrico 2212. A continuación el haz pasa de la Instalación Galvanométrica 320 al espejo dicroico 208. En el espejo dicroico 208, el haz láser viaja a la óptica de enfoque 216 y, por último, al ojo del paciente 140.

[0095] También se proporciona en esta realización un sistema de control y monitoreo que consiste ampliamente en un ordenador 310, un monitor de vídeo 312 y una cámara 308. La cámara 308 proporciona monitoreo del haz láser en el espejo dicroico 208 a través de la lente 306. La cámara 308 transmite su señal al ordenador 310. El ordenador 310 también monitorea y controla de modo operable la Instalación Galvanométrica 320. El ordenador 310 también está acoplado al monitor de vídeo 312 para proporcionar a un usuario u operador una señal en vivo desde la cámara 308.

[0096] Aquí, la imagen ocular se muestra centrada en el campo de píxeles. Cuando se detecta movimiento ocular dentro del campo de píxeles, los espejos galvanométricos 320 se reposicionan para mover el punto de tratamiento a una nueva posición dentro del campo de píxeles correspondiente al movimiento del ojo y a una posición fija deseada con respecto a las características de referencia ocular.

[0097] Con referencia al aspecto de biorretroalimentación mencionado anteriormente, el rastreo ocular incluye, en algunas realizaciones, el uso de una fuente de luz que produce un haz de iluminación infrarroja proyectado sobre una referencia artificial fijada a un ojo. El haz de iluminación infrarroja se proyecta cerca del eje visual del ojo y tiene un tamaño de punto en el ojo mayor que la referencia y cubre un área cuando la referencia se mueve con el ojo.

[0098] En algunas realizaciones, la referencia tiene una superficie retrorreflectante que produce órdenes de retrodispersión de magnitud más fuerte que la retrodispersión que se produciría desde el ojo. Un colector óptico puede configurarse y posicionarse a una distancia del ojo para recoger esta luz infrarroja retrodispersa con el fin de formar un punto de imagen brillante de la referencia en una posición de imagen seleccionada.

[0099] El punto de imagen brillante aparece sobre un fondo oscuro con un detector de posicionamiento de elemento único colocado en la posición de imagen seleccionada para recibir el punto de imagen brillante y configurado para medir una posición bidimensional del punto de imagen brillante de la referencia en el detector de posicionamiento. Un circuito eléctrico puede acoplarse al detector de posicionamiento para producir señales de posicionamiento indicativas de una posición de la referencia según un centroide del punto de imagen brillante basado en la posición bidimensional medida del punto de imagen brillante en el detector de posicionamiento.

[0100] La FIG. 3C ilustra un sistema de corrección de cámara según una realización de la presente invención.

[0101] En la realización de ejemplo, la fila superior ilustra la posición de enfoque de la cámara después de que se han utilizado espejos galvanométricos y la fila inferior ilustra la posición de enfoque de la cámara antes de los espejos galvanométricos. Se pueden observar varios puntos de referencia 392 en las realizaciones de ejemplo que incluyen capilares, iris, pupila, etc. El punto de tratamiento 394 también se puede ver en cada realización.

[0102] Como se muestra en la realización de ejemplo, la fila superior de enfoque antes de los espejos galvanométricos muestra cada una la pupila como el píxel central de cada imagen. La compensación después de los espejos galvanométricos en la fila inferior permite que el punto de tratamiento 394 permanezca el foco de atención de la cámara en cada imagen y, por lo tanto, permite que el sistema permanezca en posición para el procedimiento asociado.

[0103] Pasando a la FIG. 3D, se ilustra un diagrama de flujo de rastreador ocular basado en cámara 330 que muestra un procedimiento según una realización de la presente invención.

[0104] En términos generales, el diagrama representa el uso de una cámara CCD o CMOS para capturar una imagen del ojo. Los datos de las imágenes se transmiten a un ordenador, donde las características clave se segmentan/extraen (por ejemplo, vasos sanguíneos, características del iris, borde de la pupila). La imagen se almacena como un cuadro de referencia. A continuación, se comparan las imágenes posteriores con el cuadro de referencia. Un desplazamiento se calcula después de comparar las características de referencia en coordenadas de píxeles. A continuación la conversión de coordenadas de píxeles a coordenadas del sistema de escaneo se produce antes de ordenar al sistema de escaneo que desvíe la línea del haz de tratamiento del sitio para restaurar la relación con las características de referencia. Si el desplazamiento es demasiado grande o está fuera del alcance del sistema de escaneo, interrumpa el procedimiento y tome medidas para readquirir el campo de imagen diana.

[0105] Como explicación más detallada que hace referencia a cada etapa, una inicialización o secuencia de inicio según algunas realizaciones requiere capturar un cuadro de imagen en la etapa 332 antes de procesar el cuadro de imagen capturado para extraer características en la etapa 334. Este cuadro capturado con características extraídas se utiliza a continuación para establecer un cuadro de referencia en la etapa 336.

[0106] Después de establecer un cuadro de referencia, la etapa 338 consiste en capturar un cuadro de imagen adicional, llamado cuadro actual. Esta imagen o cuadro actual se procesa en la etapa 340 para extraer características. La etapa 342 consiste en comparar el cuadro actual con el cuadro de referencia que se estableció en la etapa 336. Se calcula un desplazamiento de imagen entre el cuadro actual y el cuadro de referencia para determinar la diferencia entre los cuadros. Una comparación con un umbral preestablecido permite que el sistema determine si el desplazamiento de imagen excede el umbral preestablecido e interrumpe el procedimiento en este punto yendo a la etapa 352.

[0107] Si un desplazamiento de imagen no excede el umbral preestablecido y, por lo tanto, no es demasiado grande, el sistema calcula un nivel de compensación en la etapa 346 para compensar el cambio o desplazamiento entre el cuadro actual y el cuadro de referencia. Este nivel de compensación se calcula en coordenadas físicas utilizadas por un escáner en la etapa 348. A continuación, se ordena al escáner que compense usando las coordenadas en la etapa 350. Después de que se produce esta etapa de compensación 338 y se captura otro cuadro de imagen actual, el ciclo continúa.

[0108] Pasando a la FIG. 3E, se muestra una realización mediante un diagrama de flujo para un procedimiento de ablación con láser 360 según la presente invención.

[0109] En términos generales, el flujo del procedimiento representa un procedimiento para seguir un patrón de ablación, un cuadrante a la vez, un poro a la vez. El procedimiento comienza con un paciente enfocado en una diana de fijación fuera de eje. Un sistema de escaneo de posición localiza las coordenadas del poro 1. Se inicia el rastreo ocular, comenzando con el cuadro de referencia. El poro 1 se extirpa mientras se realiza el rastreo. El procedimiento se interrumpe si el movimiento ocular está fuera de intervalo para evitar daños u otras consecuencias negativas. Al finalizar el poro 1, el sistema de escaneo de posición localiza las coordenadas del poro 2 y repite el procedimiento de rastreo ocular y ablación. Estas etapas se repiten hasta que se complete el patrón del cuadrante 1. A continuación se mueve la diana de fijación y el paciente se enfoca en una nueva posición y se repite la aplicación del patrón de ablación en un nuevo cuadrante.

[0110] Como una explicación más detallada que hace referencia a cada etapa, en la realización de ejemplo, un paciente se coloca en la etapa 362 para recibir el tratamiento. A continuación se le indica al paciente que fije su mirada para un procedimiento en el primer cuadrante en la etapa 364.

[0111] La línea de visión del haz láser se coloca en una primera posición de poro en la etapa 366 antes de que se establezca una referencia del rastreador para la posición del primer poro en la etapa 368. A continuación, el usuario u operador inicia la ablación en la etapa 370 y el primer poro es extirpado.

[0112] El usuario u operador a continuación se mueve a la etapa 372 y coloca la línea de visión del haz láser para la posición del segundo poro antes de que se establezca la referencia del rastreador para la posición del segundo poro en la etapa 374. El usuario u operador inicia la ablación en la etapa 376 y el segundo poro es extirpado.

[0113] Las varias etapas descritas en el párrafo anterior que son similares a las del párrafo anterior al mismo se repiten en la etapa 378 hasta que se complete la ablación en el cuadrante.

[0114] Una vez completado el cuadrante, se le indica al paciente que fije su mirada en un segundo cuadrante en la etapa 380 y el procedimiento se repite para cada cuadrante sucesivo hasta que se complete el procedimiento en su conjunto.

[0115] También se proporciona en el diagrama el rastreo ocular 382 que representa las etapas requeridas y repetidas en el rastreo de la posición del ojo simultáneamente con las etapas del flujo del procedimiento de ablación con láser 360 en la realización.

[0116] También se proporciona en el diagrama el rastreo ocular 384 que representa las etapas requeridas y repetidas en el rastreo de la posición del ojo simultáneamente con las etapas del flujo del procedimiento de ablación con láser 360 en la realización.

[0117] En algunas realizaciones, un subsistema de rastreo ocular puede ser un sistema de imagenología basado en cámara. Este sistema de imagenología basado en cámara se puede usar para la identificación de características de imagen y para ayudar a rastrear la posición de un haz láser durante un procedimiento. Se proporciona retroalimentación del subsistema de rastreo ocular al sistema de escaneo para mantener la posición correcta durante los procedimientos.

[0118] En algunas realizaciones, el subsistema de rastreo ocular se utiliza para el registro de los poros creados previamente (también denominados huecos [voids]) para retratamiento o tratamiento adicional según sea necesario.

[0119] También se proporciona en el diagrama un control de profundidad 386 que representa las etapas requeridas y repetidas para controlar la profundidad del haz láser en el ojo simultáneamente con las etapas del flujo del procedimiento de ablación con láser 360 en la realización.

[0120] El subsistema de control de profundidad en algunas realizaciones incluye un sistema de imagenología y/o tomografía de coherencia óptica. El sistema de imagenología puede incluir la detección de una capa o capas pigmentadas para garantizar que se alcance la profundidad adecuada sin exceder un límite particular.

[0121] La FIG. 4 ilustra un sistema de tratamiento con láser 400 según una realización de la presente invención. En la realización de ejemplo, el sistema de tratamiento con láser 400 consiste en un láser de tratamiento 202 que emite un haz láser que se desplaza a través de la lente inversora 204 hacia el espejo dicroico o flip-in 208. El láser de punto visible 206 emite un haz láser que también viaja al espejo dicroico o flip-in 208. En algunas realizaciones, los haces del láser de tratamiento 202 y del láser de punto visible 206 pueden encontrarse simultáneamente en el primer espejo dicroico o flip-in 208. En otras realizaciones, los haces pueden alcanzar el primer espejo dicroico o flip-in 208 en momentos escalonados.

[0122] El haz o haces dejan el primer espejo dicroico o flip-in en 208 y viajan a un segundo espejo dicroico 208. El haz o haces dejan el segundo espejo dicroico 208 y viajan al espejo galvanométrico 1210. El espejo galvanométrico 1 210 puede consistir en un espejo que gira mediante una configuración de galvanómetro para mover un haz láser. El haz o haces salen del espejo galvanométrico 1210 y viajan al espejo galvanométrico 2212, que puede ser de una configuración similar al espejo galvanométrico 1210. El haz o haces salen del espejo galvanométrico 2212 y viajan al espejo dicroico (visible/IR) 214. El operador 160 puede monitorear el haz o haces en el espejo dicroico (visible/IR) 214 mediante el uso de un microscopio quirúrgico 150. El haz o haces viajan desde el espejo dicroico (visible/IR) 214 mediante la óptica de enfoque 216 hasta el ojo del paciente 140.

[0123] En la FIG. 4, se proporcionan elementos de monitoreo adicionales para que el operador 160 los use para ayudar en los procedimientos médicos. El subsistema de control de profundidad 302 ayuda a controlar la profundidad de los procedimientos de ablación según la presente invención y recibe información del segundo espejo dicroico 208. De manera similar, el rastreador ocular 304 ayuda a rastrear los puntos de referencia en el ojo del paciente 140 durante los procedimientos médicos según la presente invención y también recibe información del segundo espejo dicroico 208. Otro espejo dicroico 208 se muestra en la realización de ejemplo que divide el haz con salidas al rastreador ocular 304 y al subsistema de control de profundidad 302.

[0124] La FIG. 4A ilustra un sistema de tratamiento con láser que incluye la profundidad del poro de ablación según una realización de la presente invención.

[0125] La FIG. 4A generalmente muestra un haz láser de tratamiento que viaja al espejo dicroico 208 antes de viajar al espejo galvanométrico 1210, a continuación al espejo galvanométrico 2212, mediante la óptica de enfoque 216, y al ojo del paciente 140.

[0126] Un sistema TCO 404 es un sistema de Tomografía de Coherencia Óptica utilizado para obtener imágenes subsuperficiales del ojo. Como tal, cuando se acopla al ordenador 310 que está acoplado al monitor de vídeo 312, el sistema TCO 404 proporciona a un usuario u operador la capacidad de ver imágenes subsuperficiales de la ablación tisular.

[0127] En al menos algunas realizaciones, la TCO proporciona una vista intraoperatoria en tiempo real de los niveles de profundidad en el tejido. TCO puede proporcionar segmentación de imágenes para identificar el límite interior de la esclerótica para ayudar a controlar mejor la profundidad.

[0128] El sistema TCO 404 utiliza un haz de medición TCO, inyectado en la línea de visión del haz de tratamiento mediante un divisor de haz de espejo dicroico 208, ubicado antes del sistema de escaneo. De esta manera, la línea de visión del sistema TCO siempre está centrada en el poro que se está extirpando. El sistema TCO está conectado a un ordenador 310 para procesar las imágenes y para el control del láser.

[0129] En algunas realizaciones de la invención se proporciona un subsistema de evitación de anatomía para identificar obstáculos biológicos o posiciones críticas durante los procedimientos (por ejemplo, vasos sanguíneos y otros). Como tal, se puede proporcionar visualización subsuperficial para identificar obstáculos tales como vasos sanguíneos intraoperatoriamente.

[0130] También se muestra en la FIG. 4A un diagrama simple de un poro de ablación en la esclerótica que muestra un ejemplo de la profundidad de una ablación en relación con el límite interno de la esclerótica.

[0131] Pasando a la FIG. 4B, se muestra un diagrama de flujo del control de profundidad basado en TCO 410 según una realización de la presente invención.

[0132] En general, el sistema TCO ejecuta un escaneo B repetitivo, sincronizado con el láser. El escaneo B muestra la superficie superior de la conjuntiva y/o esclerótica, los límites del poro que se extirpa y la interfaz inferior entre la esclerótica y la coroides o el cuerpo ciliar. Se emplean algoritmos automáticos de segmentación de imágenes para identificar las superficies superior e inferior de la esclerótica (típicamente de 400 a 1000 micras de espesor) y los límites del poro extirpado. La distancia desde la superficie superior de la esclerótica a la superficie inferior del poro se calcula automáticamente y se compara con el espesor local de la esclerótica. En algunas realizaciones esto ocurre en tiempo real. Cuando la profundidad del poro alcanza una cantidad o fracción predefinida del espesor de la esclerótica, la ablación es interrumpida y el sistema de escaneo se indexa a la siguiente posición de ablación diana. En algunas realizaciones, las imágenes pueden segmentarse para identificar los límites interiores de la esclerótica.

[0133] Con referencia a las etapas de la figura, en la realización de ejemplo se produce primero un conjunto de etapas de inicio o inicialización. Este conjunto inicial de etapas comienza con el posicionamiento a una coordenada del poro en la etapa 412. Un escaneo B de la región diana tiene lugar en la etapa 414. Este escaneo crea una imagen que se procesa en la etapa 416 para segmentar e identificar el límite de la esclerótica. A continuación se calcula una distancia en la etapa 418 entre la superficie de la conjuntiva y el límite de la esclerótica.

[0134] Después de completar este conjunto inicial de etapas, se inicia la ablación en la etapa 420. Se dispara un pulso de haz láser en la etapa 422 seguido de un escaneo B en la etapa 424. Este escaneo B crea una imagen que a continuación se segmenta en la etapa 426 y la profundidad del poro y la tasa de ablación se calculan a partir de la imagen. Esta profundidad del poro y tasa de ablación se comparan con la profundidad diana en la etapa 430. Si no se ha alcanzado la profundidad diana, a continuación el procedimiento vuelve a la etapa 422 y se repite. Al alcanzar la profundidad diana, la etapa 432 interrumpe el procedimiento de ablación y el procedimiento inicial comienza de nuevo en la etapa 434 con el posicionamiento a las siguientes coordenadas de poro.

[0135] Las FIG. 5A - FIG. 5C muestran varios medios para acoplar el láser de tratamiento en el sistema óptico.

[0136] Pasando a la FIG. 5A, se muestra una colocación de lentes del sistema de tratamiento con láser según una realización de la presente invención. En la realización de ejemplo, el haz láser emitido desde el láser de tratamiento 202 viaja a través de una guía de ondas, ya sea hueca o de fibra. Estas se describieron anteriormente en profundidad en la FIG. 1.

[0137] Pasando a la FIG. 5B, se muestra una colocación de lentes del sistema de tratamiento con láser según una realización de la presente invención. En la realización de ejemplo se muestra la propagación en el espacio libre. Un telescopio colimador multilentes puede servir para cambiar el tamaño del haz (expandir o reducir), así como crear imágenes de la cintura del haz o la abertura de salida del haz láser a alguna posición en el sistema óptico. Aquí se muestra una configuración llamada kepleriana, donde se forma un foco real dentro del telescopio.

[0138] Pasando a la FIG. 5C, se muestra una colocación de lentes del sistema de tratamiento con láser según una realización de la presente invención. En la realización de ejemplo, se usa una abertura similar a la realización en la FIG. 5B, excepto que esta realización utiliza un telescopio de configuración galileana con un elemento negativo y uno positivo en lugar de una configuración kepleriana. Esta configuración no forma una imagen real dentro del telescopio. Esta configuración óptica también se conoce como telefoto o configuración de telefoto inversa (dependiendo de la orientación), lo que puede ser importante cuando se considera la posición deseada de la cintura del haz o la abertura de salida del haz láser en el sistema.

[0139] La FIG. 6 ilustra un mapa de componentes del sistema de tratamiento con láser 600 que muestra la relación de los subsistemas relacionados según una realización de la presente invención.

[0140] En general, el mapa de componentes del sistema de tratamiento con láser 600 muestra un láser 602, una fibra de entrega de láser 120, un sistema de control láser 604, un sistema de monitoreo 608 y un sistema de control del haz 606.

[0141] El láser 602 generalmente se compone de varios subsistemas. En la realización de ejemplo, estos subsistemas incluyen electrónica de control del sistema 104, cabezal láser Er:YAG 612, sistema de enfriamiento del láser 108, fuente de energía AV 110 y fuentes de energía del sistema 112. El pedal 114 proporciona cierto control para el usuario del sistema. El láser 602 transmite un haz láser a través de la fibra de entrega de láser 120 al sistema de control del haz 606.

[0142] El sistema de control del haz 606 generalmente se compone de óptica de transporte del haz 624, láser de punto rojo 626, espejos galvanométricos 628, óptica de entrega del haz 630 y enfoque activo 632.

[0143] El sistema de control del láser 604 mantiene un enlace al láser 602 a través de una sincronización láser y al sistema de control del haz 606 a través del estado de la posición de control de potencia. El sistema de control del láser 604 generalmente se compone de una interfaz de usuario 614, fuente de energía 616, controlador de espejo galvanométrico 618, controlador de espejo galvanométrico 620 y microcontrolador 622. El sistema de control del láser 604 también se puede manipular a través del joystick 610.

[0144] El sistema de monitoreo 608 generalmente está compuesto por la cámara CCD 634 y el microscopio visual 636.

[0145] En algunas realizaciones se utiliza un láser de fibra que está compuesto por un revestimiento no dopado y un núcleo dopado de mayor refracción. El haz láser viaja a través de la fibra guiado dentro del núcleo de la fibra y experimenta una alta amplificación debido a la longitud de la interacción. Los láseres de fibra se consideran ventajosos para otros sistemas láser porque, entre otras cualidades, tienen propiedades simples de gestión térmica, alta calidad del haz, alta eficiencia eléctrica, alta eficiencia óptica, alta energía pico, además de ser de bajo costo, requieren bajo mantenimiento, tienen una confiabilidad superior, no necesitan alineación de trayectoria de espejo o haz, y son ligeros y generalmente compactos.

[0146] En algunas realizaciones de la invención, se pueden usar arreglos de puntos para extirpar múltiples poros a la vez. Estos arreglos de puntos pueden, en algunos casos, crearse usando microlentes y también verse afectadas por las propiedades del láser. Una longitud de onda mayor puede conducir a un número menor de puntos con un diámetro de punto aumentado.

[0147] Pasando a la FIG. 7, se muestra un sistema de tratamiento con láser 700 según una realización de la presente invención.

[0148] El sistema de tratamiento con láser 700 generalmente se compone del sistema de control 702, la óptica y los controles del haz.

[0149] El sistema de control 702 incluye el monitor 1704 y el monitor 2706, así como teclado 708 y ratón 710 para proporcionar a un usuario la capacidad de interactuar y controlar con un ordenador huésped 724 que ejecuta programas informáticos. En muchas realizaciones, los programas informáticos que se ejecutan en el ordenador huésped 724 incluyen programas de control para controlar el láser de punto visible 712, el cabezal láser 714, el sistema de enfriamiento del láser 716, las fuentes de energía del sistema 718, la fuente de energía del láser 720 y la óptica de transporte del haz 722.

[0150] También se proporcionan en esta realización el subsistema de control de profundidad 726, espejos galvanométricos 728, cámara CCD 730, microscopio visual 732, subsistema de enfoque 734 y óptica de entrega del haz 736.

[0151] La medición preoperatoria de las propiedades oculares y la personalización del tratamiento para las necesidades de un paciente individual es beneficiosa en muchas realizaciones. La medición preoperatoria de las propiedades oculares puede incluir la medición de la presión intraocular (PIO), el espesor escleral, el estrés/tensión escleral, la vasculatura anterior, la respuesta acomodativa y el error de refracción. La medición del espesor de la esclerótica puede incluir el uso de tomografía de coherencia óptica (TCO). La medición del estrés/tensión escleral puede incluir el uso de dispersión de Brillouin, elastografía TCO, fotoacústica (luz más ultrasonido). La medición de la vasculatura anterior puede incluir el uso de TCO o TCO Doppler. La medición del error de refracción puede incluir el uso de productos tales como el producto de marca registrada iTrace de Tracey Technologies Corp.

[0152] Lazos de biorretroalimentación intraoperatoria pueden ser importantes durante el procedimiento para mantener informado al médico sobre el progreso del procedimiento. Dichos lazos de retroalimentación pueden incluir el uso de mediciones topográficas y el monitoreo de zonas "mantenidas alejadas" tales como arterias ciliares anteriores.

[0153] Los lazos de biorretroalimentación pueden incluir un sensor de lazo cerrado para corregir la no linealidad en el mecanismo de piezo-escaneo. El sensor en algunas realizaciones puede ofrecer retroalimentación de posición en tiempo real en unos pocos milisegundos y utilizar sensores capacitivos para retroalimentación de posición en tiempo real. El aparato sensor/de retroalimentación también puede realizar una "detección inteligente" biológica o química para permitir la ablación del tejido diana y proteger o evitar el tejido circundante. En algunos casos, esta detección inteligente se puede lograr mediante el uso de una incorporación de biochip en una máscara que se activa mediante irradiación de luz y detecta la posición, profundidad, tamaño, forma u otros parámetros de un perfil de ablación. También se contemplan conjuntos galvanométrico-ópticos en algunas realizaciones y se pueden usar para medir numerosos parámetros de dirección del láser y función especial.

[0154] La FIG. 8 ilustra un mapa de tratamiento ocular 800 según una realización de la presente invención.

[0155] En la realización de ejemplo, la esclerótica 802 se muestra dividida en cuatro cuadrantes. El limbo 804 está ubicado aparte de las posiciones de los poros ablativos 806. Como los procedimientos en muchas realizaciones de esta invención se completan por cuadrantes, solo se muestra un primer cuadrante, sin embargo, cada cuadrante adicional tendrá un mapeo similar.

[0156] Las FIGS. 9-11 ilustran matrices de poros ejemplares según realizaciones preferidas de la presente invención. El ojo del paciente 900 tiene la pupila 902, el iris 904 y la esclerótica 906. Las matrices de poros comprenden una pluralidad de poros 912 formados en la primera posición del patrón de ablación 908 y la segunda posición del patrón de ablación 910.

[0157] En al menos una realización, el tejido conectivo es la esclerótica del ojo, y el sistema de entrega comprende un espaciador/fijador configurado para fijar el sistema de entrega con respecto al ojo, y una protección corneal configurada para colocarse sobre la córnea para bloquear la energía del láser que se aplica a esta. En algunas realizaciones, el separador/fijador puede ser desmontable y/o desechable. El sistema de entrega puede a continuación formar la matriz de poros en la esclerótica del ojo.

[0158] En al menos una realización, el fijador incluye una vía a lo largo de la cual el sistema de entrega puede moverse con respecto al ojo. La energía del láser se administra selectivamente al tejido escleral a través de este para formar una o más matrices de la matriz de poros en una primera posición del tejido escleral. A continuación, el sistema de entrega se reubica de modo que la energía del láser se pueda administrar selectivamente al tejido escleral en una segunda posición del tejido escleral. De esta manera, se pueden formar matrices teseladas.

[0159] El espaciador/fijador ocular es un aparato en forma de doble cilindro ajustable que acomoda el globo anterior de la esclerótica donde un cilindro central excluye la córnea de una zona de tratamiento y donde un cilindro periférico incluye una zona de tratamiento escleral de un radio de hasta 6-7 mm.

[0160] Un fijador escleral puede estar unido a la superficie inferior del conjunto de doble cilindro y puede tener cuatro puntas fijadoras a las 1:30 - 4:30 - 7:30 - 10:30 y el fijador puede ser desmontable y desechable de una barra espaciadora de tratamiento.

[0161] En algunas realizaciones, puede haber una placa o protector corneal que puede teñirse para proteger porciones asociadas del ojo.

[0162] En al menos una realización, el sistema de entrega contiene un sensor con una retroalimentación configurada para controlar la profundidad, el tamaño del punto y el control dinámico del sistema de entrega, y los parámetros de energía de entrega del haz láser.

[0163] En al menos una realización, el sistema de entrega contiene un transmisor acoplado comunicativamente a un conjunto satelital que se comunica con el conjunto base - preferentemente por radiofrecuencia o bluetooth o WIFI - con respecto a los parámetros tisulares y tiene un control dinámico que se comunica con el láser. Dicha comunicación puede incluir parámetros de entrega y características de desconexión.

[0164] En algunas realizaciones, se pueden proporcionar accesorios para su uso con el sistema y el dispositivo principal descritos en esta invención. Estos accesorios pueden incluir, además del separador/fijador ocular desmontable y/o desechable descrito anteriormente, un anillo de succión ocular desechable para su uso con un módulo ocular. El anillo de succión ocular puede usarse en una función complementaria o suplementaria con el espaciador/fijador ocular o, en algunas realizaciones, como un reemplazo.

[0165] En algunas realizaciones, se puede proporcionar una "estación de acoplamiento" estéril para una configuración de tipo lámpara de hendidura del procedimiento.

Patrones de Ablación

[0166] A continuación se discutirá un procedimiento de uso de la invención con referencia a las figuras. Como se mencionó anteriormente, el propósito principal del procedimiento es modificar las propiedades biomecánicas del tejido, particularmente la esclerótica. Esta modificación permite que la pars plicata del cuerpo ciliar se mueva hacia arriba y hacia adentro en la contracción del músculo ciliar, compensando un aumento en la rigidez coroidea y/o escleral con la edad y también posibilita potencialmente la acomodación corneal.

[0167] Como se muestra en las FIGS. 9 a 23, los patrones de ablación se forman en varias configuraciones en el ojo de un paciente según la invención.

[0168] Los patrones de ablación son formados por el haz láser durante el procedimiento. Estos también se denominan en esta invención matrices de poros.

[0169] Se forma una matriz de poros de una pluralidad de perforaciones del tejido escleral de un paciente. Al estar ubicadas en el tejido escleral según la matriz de poros, las perforaciones interactúan y afectan los mecanismos fundamentales involucrados en la inmunología, bioquímica y genética molecular del metabolismo del tejido escleral. De hecho, la tensión o resiliencia en el tejido escleral se modifica de tal manera que reduce la degradación natural de la función fisiológica, biomecánica y biológica de los tejidos y órganos. Esto a su vez ayuda a restaurar la eficiencia mecánica del mecanismo acomodativo natural en el enfoque óptico y mejora la movilidad biomecánica para lograr esta potencia acomodativa.

[0170] Las perforaciones pueden formarse por cualquier medio ahora conocido o desarrollado en el futuro. Dichos medios pueden, por ejemplo, retirar, extirpar, cortar, vaporizar, remodelar o perforar el tejido escleral para crear las perforaciones. Aunque los poros o perforaciones en el tejido escleral se describen generalmente en esta invención como formados mediante la ablación del tejido usando energía del láser, se contempla que las perforaciones podrían formarse usando cualquier herramienta quirúrgica deseada, tal como un bisturí de diamante, bisturí de rubí o un dispositivo de radiofrecuencia, o un nanodispositivo, robótica, una aplicación química, aplicación eléctrica o una aplicación de oblea de sustrato.

[0171] En muchas realizaciones, el aumento en la maleabilidad, resiliencia y restauración de las propiedades viscoelásticas causadas por la ablación exitosa mediante los procedimientos descritos en esta invención induce una "rigidez negativa" o efecto de Poisson en el tejido. El efecto de Poisson se describe como la relación negativa de la deformación transversal a axial en un material. Es decir, que cuando un material se comprime en una dirección tridimensional, el material tiende a expandirse en las otras dos direcciones tridimensionales. Por otro lado, si un material se estira en una dirección tridimensional, a continuación el material se comprime en las otras dos direcciones tridimensionales. Esto es beneficioso en el caso en que el tejido se ha vuelto rígido porque un aumento en su capacidad de estiramiento o compresión permite un mayor intervalo de movimiento y una mayor adaptabilidad biomecánica.

[0172] La ablación mediante los procedimientos descritos en esta invención puede considerarse que tiene un efecto de remodelación en el tejido que se está extirpando, ya que está cambiando inherentemente las propiedades del tejido. Este efecto de remodelación crea isotropía mecánica en un mínimo de dos dimensiones. Es decir, las propiedades mecánicas son idénticas en al menos dos dimensiones como resultado de una ablación exitosa.

[0173] En algunos casos, se pueden observar resultados positivos adicionales como resultado de una ablación exitosa. Estos pueden incluir una interacción fisiológica mejorada entre los poros que incluye un intercambio iónico y catálisis de separación mejorados, así como una purificación y procesamiento biológico, químico y molecular mejorados.

[0174] Las FIG. 12 - FIG. 19 se describirá ahora en detalle. Para cada una de las FIG. 12 - FIG. 19, la región mostrada varía del limbo a la ora serrata en un cuadrante del ojo. El borde de la zona de tratamiento está a 0,5 mm del limbo y se extiende nominalmente hacia abajo 5,5 mm hacia la ora serrata. Las dimensiones de los ojos varían según la raza, de paciente a paciente y con la orientación alrededor del globo (temporal, superior, nasal, inferior).

[0175] La región de tratamiento se divide radialmente en zonas que se correlacionan con la anatomía. Zona 1: Cuerpo ciliar pars plicata; Zona 2: Cuerpo ciliar pars plana; Zona 3: Transición del cuerpo ciliar a la ora serrata. Esto se describe con más detalle a continuación en las FIG^s.24A-C.

[0176] Aparte de los límites exteriores de los patrones, las principales diferencias en los patrones son rejillas regulares (por ejemplo, la FIG. 12) frente a una rejilla "intercalada" (por ejemplo, la FIG. 14). En la rejilla regular, 4 poros forman los vértices de un cuadrado, mientras que en la rejilla intercalada, 3 poros forman los vértices de un triángulo equilátero.

[0177] Pasando a la FIG. 12, se muestra un mapa de matriz de poros según una realización de la presente invención.

[0178] La FIG. 12 generalmente muestra el mapa de distancia 1200 que incluye las posiciones de escisión 1202. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1202 incluyen nueve posiciones por cuadrante oblicuo del ojo en un patrón matemático de matriz en diamante. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG.

El procedimiento se completa hasta que se ha completado cada cuadrante oblicuo. En algunas realizaciones, los cuadrantes no necesitan ser oblicuos.

[0179] La FIG. 13 ilustra una matriz de poros según una realización de la presente invención. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1302 incluyen nueve posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz en ángulo. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0180] La FIG. 14 ilustra un ejemplo de matriz de poros. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1402 incluyen nueve posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz de zigzag. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0181] La FIG. 15 ilustra un ejemplo de matriz de poros. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1502 incluyen diez posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz hexagonal horizontal. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0182] La FIG. 16 ilustra un ejemplo de matriz de poros. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1602 incluyen diez posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz hexagonal vertical. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0183] La FIG. 17 ilustra un ejemplo de matriz de poros. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1702 incluyen quince posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz triangular. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0184] La FIG. 18 ilustra un ejemplo de matriz de poros. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1802 incluyen quince posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz de onda. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0185] La FIG. 19 ilustra un ejemplo de matriz de poros. En algunas realizaciones, las posiciones de escisión 1902 incluyen posiciones por cuadrante del ojo en un patrón matemático de matriz decagonal. Las posiciones de escisión se establecen en tamaños de seiscientos micrómetros y se extirpan con un láser Er:YAG. El procedimiento continúa hasta que se ha completado cada cuadrante.

[0186] Pasando a la FIG. 20 - FIG. 21, se muestran ejemplos de poros que trazan espirales "doradas" en el sentido horario, en sentido antihorario y combinadas. Una espiral dorada es una espiral logarítmica que crece por un factor 9 (el número dorado; 9 = 1,618) por cada cuarto de vuelta de la espiral. Esta es una forma de espiral comúnmente encontrada en la naturaleza. Esta matriz de poros en espiral "dorada" es la realización preferida. En otras realizaciones ejemplares, también se podrían usar otros tipos de espirales.

[0187] Los patrones espirales y circulares según la invención generalmente demuestran una transición del tratamiento basado en cuadrantes al tratamiento circunferencial completo.

[0188] La FIG. 20 ilustra matrices de poros en forma de espiral según realizaciones de la presente invención. Según la realización de ejemplo, los patrones 2000 están hechos de poros 2002.

[0189] La FIG. 21 ilustra una matriz de poros en forma de espiral según una realización de la presente invención. Según la realización de ejemplo, los patrones 2100 están hechos de espirales 2102. Las espirales 2102 a su vez están hechas de poros (no mostrados en la realización actual).

[0190] La FIG. 22 ilustra una matriz de poros ejemplar en forma circular concéntrica. Según la realización de ejemplo, los patrones 2200 están hechos de poros 2202.

[0191] Estos círculos concéntricos se muestran emanando del limbo hacia la ora serrata. Cada círculo que se muestra aquí tiene poros con la misma separación angular. En algunas realizaciones, también se pueden crear patrones con igual separación lateral de poro a poro. En algunas realizaciones, cada círculo siguiente se desplaza en la mitad de la separación entre los poros rotacionalmente para producir un patrón "intercalado".

[0192] La FIG. 23 ilustra una matriz de poros ejemplar en forma circular intercalada. Según la realización de ejemplo, los patrones 2300 están hechos de poros 2302.

[0193] La matriz de poros es tal que las propiedades biomecánicas fundamentales del tejido escleral pueden mejorarse mediante la formación de la matriz de poros en el mismo. La matriz de poros puede consistir en una o más arreglos de perforaciones espaciadas regularmente. La matriz de poros también puede comprender una o más matrices, donde cada matriz comprende uno o más arreglos de perforaciones espaciados regularmente. Es decir, la matriz de poros está compuesta por una o más matrices, que está compuesta por una o más arreglos de perforaciones espaciadas regularmente en el tejido escleral. Se contemplan varias matrices de poros, algunos ejemplos no taxativos de las cuales se describieron anteriormente. Otros ejemplos de matrices de poros se describen en los materiales adjuntos a la presente.

[0194] La matriz de poros puede ser una matriz de poros teselada. Es decir, la matriz de poros puede comprender una pluralidad de matrices que se repiten sin espacios y sin superposición. Aunque los patrones mostrados en los dibujos están discretizados, mostrando un número específico de ablaciones en patrones específicos, los dibujos no son exhaustivos. Como tales, se contemplan numerosos otros patrones de rejilla regulares o intercalados y se contemplan diferentes espirales, círculos concéntricos, tridimensionales e incluso otros patrones irregulares o perturbados.

[0195] En algunas realizaciones, los poros o perforaciones pueden extenderse a través de toda la profundidad o espesor del tejido escleral, o sustancialmente a través del mismo. Por consiguiente, el tejido se puede extirpar a través de una cantidad infinita de planos del tejido. Alternativamente, la matriz de poros puede formarse en múltiples planos discretos del tejido escleral. De hecho, se contemplan específicamente matrices de poros subsuperficiales. Por lo tanto, por ejemplo, se pueden formar matrices de poros de matrices n x m x 1.

[0196] Además, las perforaciones se pueden formar según diferentes tamaños y formas. Estas pueden incluir de forma cilíndrica, en forma de cono, cuadrados, rectangulares, piramidales y otros.

[0197] Pasando a la FIG. 24A, se muestra una ilustración de un ojo acomodado 2401 y un ojo desacomodado 2402 y el movimiento muscular asociado del ojo. La FIG. 24A generalmente muestra el músculo ciliar 2404, la lente 2406, la porción pars plicata 2408 del cuerpo ciliar, la córnea 2410, las zónulas 2412 y la esclerótica 2414. En la FIG.

24A, se muestran el ojo acomodado 2401 y el ojo desacomodado 2402, los cambios entre los dos son descritos a continuación.

[0198] El ojo relajado o desacomodado 2402 se muestra a la derecha. El músculo ciliar 2402 se relaja y las zónulas 2412 se tensan, aplanando (adelgazando) la lente 2406 para visión a distancia y menor potencia.

[0199] El ojo acomodado 2401 se muestra a la izquierda. Aquí, el músculo ciliar 2404 se contrae, relajando la tensión en las zónulas 2412 y permitiendo que la lente del cristalino 2406 tome su forma más natural y curvada para una visión cercana. La lente 2406 en esta configuración también se puede referir como más empinada o más gruesa. Además, la pars plicata 2408 del cuerpo ciliar se mueve hacia adentro.

[0200] Las zónulas 2412 se conocen de diversas maneras como ligamentos suspensivos, zónulas de Zinn y aparato zonular. Las fibras zonulares que se unen a la lente son anteriores, centrales y posteriores. El músculo ciliar 2402 está contenido dentro del cuerpo ciliar.

[0201] La FIG. 24B ilustra las tres partes del músculo ciliar y su relación entre sí en el ojo. El cuerpo ciliar 2414 contiene el músculo ciliar. El músculo ciliar incluye las fibras musculares ciliares circulares 2416, las fibras musculares ciliares radiales (oblicuas) 2418, las fibras musculares ciliares longitudinales (meridontales) (también conocidas como músculo de Bruke) 2420 y la conexión "estrella epicoroidea" 2422. También se muestra el espolón escleral 2424 de la esclerótica 2414.

[0202] Estos músculos generalmente se agrupan en tres tipos, circulares, radiales y longitudinales. Las fibras musculares radiales y longitudinales terminan en el espolón escleral 2424. Las fibras musculares longitudinales terminan en "estrellas epicoroideas" 2422 para unión a la capa coroidea 2426 en la ora serrata 2428.

[0203] La FIG. 24C es una cubierta corneoescleral con el cuerpo ciliar 2414 que muestra la contracción del músculo ciliar y su efecto sobre el ojo. En la FIG. 24C se muestra el aumento en la sección transversal del haz de fibras musculares ciliares circulares 2416 a medida que la contracción de los músculos ciliares estira la coroides 2426 y causa movimiento hacia adentro/hacia arriba de la pars plicata 2408, zónulas relajantes 2412. Más particularmente, cuando el músculo ciliar se contrae, las fibras longitudinales estiran la coroides y tiran de la ora serrata 2428 hacia arriba. El extremo del cuerpo ciliar 2414 cerca del espolón escleral 2424 se denomina pars plicata 2408. A medida que el músculo ciliar se contrae, la par plicata 2408 se mueve hacia adentro y hacia arriba. Esto relaja la tensión en las zónulas 2412 unidas a la lente del cristalino 2406, lo que permite que la lente 2406 tome una forma más empinada para una visión cercana. Como se discutió anteriormente, el envejecimiento generalmente afecta las propiedades biomecánicas del tejido escleral y, por lo tanto, impide la funcionalidad de la esclerótica descrita anteriormente con respecto a la acomodación. La formación de las matrices de poros mencionadas anteriormente en el tejido escleral según las realizaciones descritas en esta invención restauran las propiedades biomecánicas del tejido escleral que se vieron afectadas por la edad.

[0204] La ablación crea zonas de matriz adaptable en la esclerótica y en la realización de ejemplo se crean micro-escisiones en tres zonas críticas sobre el complejo ciliar. Sin embargo, las zonas matriciales no se limitan a matrices bidimensionales. En muchas realizaciones de la invención, las zonas matriciales son tridimensionales. También se proporcionan tratamientos donde se pueden alcanzar posiciones dentro del tejido sin extirpar regiones por encima del tejido. Es decir, se puede alcanzar una posición con coordenadas x, y, z en el tejido sin extirpar todo o parte del tejido en el espacio tridimensional para llegar a la posición de coordenadas x, y, z.

[0205] En algunas realizaciones, la matriz de tejido vivo crea un plano hiperbólico de tejido que tiene un plano de tejido diferencial dentro de una pluralidad de matrices de poros que son anisotrópicas, teseladas y que existe dentro de un arreglo matemático. Además, matrices particulares seleccionadas pueden efectuar reacciones biológicas o biomecánicas.

[0206] En algunas realizaciones, los poros pueden ser nanoporos que tienen menos de dos nanómetros de diámetro, neoporos que tienen entre dos y cincuenta nanómetros o macroporos que tienen más de cincuenta nanómetros de diámetro. Los poros generalmente pueden estar entre uno y cien nanómetros.

[0207] Algunas realizaciones de la invención proporcionan una estructura de poros uniforme ordenada de alta relación superficie/volumen a través de una pluralidad de planos. En general, hay una especificidad de tamaño, forma y distribución de poros en la matriz utilizada en una realización y los poros están dispuestos específica y matemáticamente en una matriz.

[0208] En algunas realizaciones, la especificidad de un patrón de poros puede ser un fractal. En algunas realizaciones, la especificidad de una morfología de pared de poros es integral. Las paredes de poros contienen una pared interna, una pared externa y un espacio intersticial que puede ocurrir en una pluralidad de profundidades, ángulos y planos a través de varias capas de tejido.

[0209] Algunas preconfiguraciones tienen una arquitectura tridimensional de agregados de partículas. Las propiedades biomecánicas de una sección transversal de tejido donde se colocan matrices se pueden efectuar por porosidad tal como la ecuación f=Vf/Vt o F= Va+Vu/Vs+ Va+ Vw donde hay una relación volumen-superficie, distribución de diámetro y profundidad de la relación del poro dentro de la pluralidad de matrices de Fv = -(dV/dD) donde V= Volumen del poro y D = Diámetro del poro.

[0210] Como otro ejemplo, en el oído, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar la membrana timpánica, la cresta ampular, la cóclea, el conducto coclear y las células pilosas. Como otro ejemplo, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar tejido renal o tejido de los ovarios. Como otro ejemplo, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar grandes aponeurosis, tales como fascia lumbosacra, rafe abdominal y vaina neural en la médula espinal. Como otro ejemplo más, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar huesos, cartílagos, ligamentos y tendones. Como otro ejemplo más, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar el cerebro, como la materia duramadre del cerebro y el entorno óseo del cerebro. Como otro ejemplo, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar TC de los ganglios linfáticos o TC del bazo. Como otro ejemplo, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar vasos vasculares y/o el corazón, así como el tejido circundante, tal como el pericardio. Como un ejemplo adicional, el sistema de láser quirúrgico puede usarse para tratar los músculos.

[0211] La FIG. 25 muestra una configuración donde el sistema de entrega del haz escanea sobre el ojo en un movimiento "goniométrico", es decir, el sistema de entrega del haz traza un arco con un centro de curvatura desplazado. En este caso, el centro de la curvatura está en el centro del ojo tratado. Esto permite que la línea de visión nominal del sistema de entrega del haz mantenga la perpendicularidad a la superficie de la esclerótica. El movimiento del sistema de entrega del haz puede estar a lo largo de uno o de ambos ejes, etiquetado con los ángulos alfa y beta en el dibujo. Los escáneres galvanométricos se pueden usar para escanear localmente dentro de una vecindad angular del ángulo theta, para colocar puntos en la zona de tratamiento (anular) mientras se mantiene la perpendicularidad de la línea de visión a la superficie escleral.

[0212] Los efectos de la ablación se pueden observar en muchas de las estructuras del ojo. Por ejemplo, el músculo ciliar es un anillo de músculo liso estriado que controla la acomodación para ver objetos a diferentes distancias. En términos más simples, ayuda a enfocar el ojo. Algunos de los mecanismos utilizados incluyen regular el flujo de humor acuoso en el canal de Schlemm y cambiar la forma de la lente dentro del ojo (pero no el tamaño de la pupila que es afectada por un músculo diferente). La ablación del tejido escleral tal como se realiza en numerosas realizaciones en esta descripción provoca una disminución de las fuerzas resistivas esclerales. Esta disminución en las fuerzas resistivas esclerales a su vez aumenta las fuerzas resultantes del músculo ciliar y permite un mejor enfoque y restauración de la acomodación dinámica dentro del ojo.

[0213] En algunos casos, la visión cercana e intermedia y la visión no corregida y corregida de distancia mejoran como resultado de los procedimientos descritos en esta invención.

Inhibición de la Curación

[0214] Las perforaciones pueden tener paredes internas que están separadas entre sí a una distancia que altera los mecanismos fundamentales involucrados en la inmunología, bioquímica y genética molecular del metabolismo del tejido escleral de tal manera que inhibe la cicatrización, reparación o regeneración normal del tejido para impedir la cicatrización total de las perforaciones en el tejido escleral. Las paredes interiores de las perforaciones pueden estar separadas entre sí por una distancia superior a 400 pm. También se contempla que las paredes internas de las perforaciones pueden estar separadas entre sí por una distancia superior a 600 pm. También se contempla que las paredes internas de las perforaciones pueden estar separadas entre sí por una distancia superior a 200 pm. También se contempla que el tamaño de las perforaciones puede variar de ,001 a 1 pm. Preferentemente, el tamaño de la perforación se determina mediante la proporción de tejido extraído con respecto al tejido restante en el tejido diana. Para las perforaciones de la matriz de poros, puede haber una correlación positiva del área de perforación con el tejido intersticial residual; en otras palabras, la perforación puede comprender un espacio negativo completo. Además, para las perforaciones de la matriz de poros, la perforación puede comprender un patrón negativo o inverso, donde la perforación puede comprender un espacio negativo que encapsula un espacio positivo; en otras palabras, la perforación puede comprender un contorno del tejido intersticial remanente. Preferentemente, dichas perforaciones inversas comprenden anillos que rodean el tejido intersticial.

[0215] Las perforaciones pueden llenarse con una sustancia inhibidora de la cicatrización tal como un andamio poroso de colágeno-glicosaminoglicano. Un ejemplo de dicho andamio poroso de colágeno-glicosaminoglicano se elabora por Mediking bajo el nombre comercial OccuusGen. Alternativamente, las perforaciones pueden llenarse con una glicoproteína biológica o una glicoproteína sintética. Como otra alternativa, las perforaciones pueden llenarse mediante la aplicación de un producto biológicamente compatible, que puede tener la forma de un líquido, un gel o un sólido poroso. Las perforaciones también se pueden tratar con un sellador. Un ejemplo de dicho sellador es fabricado por Johnson y Johnson bajo el nombre comercial de vendaje líquido de la marca Band-Aid®; y Spenco fabrica un producto similar con el nombre comercial de 2nd Skin® y OcuSeal™ Liquid Ocular Bandage. Como alternativa adicional, las perforaciones se pueden llenar mediante aplicación o tratamiento para facilitar una reacción iónica, reacción química, reacción fotónica, reacción orgánica, reacción inorgánica, reacción electrónica o una combinación de estas reacciones para alterar la cicatrización normal del tejido. Una de dichas realizaciones preferidas sería utilizar un agente antifibrótico u otro agente de prevención de cicatrización de heridas en forma de una lente de contacto de colágeno o material biodegradable. Otra realización preferida sería utilizar un producto bioquímico para inhibir la cicatrización de heridas o un producto sintético biológico para inhibir la cicatrización de heridas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos a un tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo que comprende:

un láser (202) para generar un haz de radiación láser, operable para su uso en tratamientos médicos ablativos a un tejido ocular diana para crear una matriz de poros que mejore la biomecánica del ojo;

un controlador en comunicación con el láser y operable para controlar la dosimetría del haz de radiación láser; una lente operable para enfocar el haz de radiación láser sobre el tejido ocular diana; un subsistema de rastreo ocular (304) para rastrear puntos de referencia y movimientos del ojo; un subsistema de control de profundidad (302) para controlar

una profundidad de ablación en el tejido ocular diana; un sistema de escaneo acoplado comunicativamente al subsistema de rastreo ocular y al subsistema de control de profundidad para escanear un punto focal sobre un área del tejido ocular diana;

un subsistema de evitación para identificar obstáculos biológicos críticos o posiciones del ojo críticas; una fuente de energía operable para proporcionar energía al dispositivo; y

donde el sistema de escaneo incluye un lazo de control de biorretroalimentación configurado para proporcionar retroalimentación en tiempo real sobre las características del tejido ocular diana irradiado, incluyendo espesor, topografía, enfoque, hidratación durante los tratamientos médicos ablativos; y

donde el sistema de escaneo está configurado para administrar los tratamientos médicos que comprenden un tratamiento circunferencial completo usando un patrón espiral dorado, el patrón tiene una dirección horaria, una dirección antihoraria o una combinación de estas, donde la espiral dorada es una espiral logarítmica que crece en un factor 9 = 1,618 para cada cuarto de vuelta de la espiral.

2. El dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos al tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo según la reivindicación 1, donde: el dispositivo es operable además para reconfigurar la posición del haz láser si los movimientos oculares rastreados se han movido una distancia menor que una distancia umbral preseleccionada y para interrumpir el tratamiento médico si los movimientos oculares rastreados se han movido una distancia mayor que la distancia umbral preseleccionada.

3. El dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos al tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo según la reivindicación 1, donde:

el dispositivo es operable adicionalmente para permitir la continuación del tratamiento médico si una profundidad de tratamiento no ha alcanzado un umbral; y

el dispositivo es operable adicionalmente para interrumpir el tratamiento médico si la profundidad del tratamiento ha alcanzado o excedido el umbral.

4. El dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos al tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo según cualquier reivindicación anterior, donde el láser comprende además una bomba óptica de lámpara flash o una bomba óptica de diodo de alta potencia.

5. El dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos al tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo según la reivindicación 1, donde el subsistema de control de profundidad comprende además: al menos un dispositivo de TCO de tomografía de coherencia óptica para monitorear el procedimiento de ablación.

6. El dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos a tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo según la reivindicación 5, donde el dispositivo de TCO está configurado para obtener imágenes subsuperficiales del ojo y está acoplado a un monitor de vídeo para mostrar las imágenes subsuperficiales.

7. El dispositivo para administrar tratamientos médicos ablativos al tejido biológico para mejorar la biomecánica de un ojo según la reivindicación 1, donde el tejido biológico diana comprende tejido escleral.