MX2013006532A - Dispositivo y metodo para cortar la cornea de un ojo humano por medio de cortes utilizando radiacion laser pulsada enfocada. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para generar por lo menos una incisión tipo hendidura continua (42) desde la superficie posterior (48) con respecto a la superficie anterior (46) de la córnea (44) de un ojo humano incluye un dispositivo láser para generar por lo menos una parte de la incisión con radiación láser pulsada enfocada, el dispositivo láser incluye componentes controlables para ajustar la ubicación del enfoque, una computadora de control para controlar estos componentes, y también un programa de control para la computadora de control; el programa de control contiene instrucciones que son diseñadas para producir, tras la ejecución por parte de la computadora de control, la generación de por lo menos una parte de la incisión (42) que se origina desde la superficie posterior (48) de la córnea, el contorno en sección transversal de la incisión - cuando se observa en la dirección desde la superficie anterior a la superficie posterior - se desvía desde una línea recta (60) perpendicular a la superficie del ojo; de acuerdo con una modalidad preferida, el contorno en sección transversal de la incisión exhibe varias porciones rectilíneas (50 52, 54) que se siguen una a la otra en una forma de un patrón en zigzag y se separan por pares en cada caso por una flexión aguda (56, 58).

Description

DISPOSITIVO Y MÉTODO PARA CORTAR LA CÓRNEA DE UN OJO HUMANO POR MEDIO DE CORTES UTILIZANDO RADIACIÓN LÁSER PULSADA ENFOCADA MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a la generación de incisiones en la córnea humana por medio de radiación láser pulsada enfocada. En particular, la invención se refiere a la preparación de incisiones que abren un pasaje a través de la córnea.

Para la generación de incisiones por medio de radiación láser enfocada en material transparente (transparente a la radiación láser), se utiliza penetración óptica inducida con láser asi denominada por medio de efecto físico. Esto da como resultado una vaporización local del material irradiado, que se designa como fotoalteración. La fotoalteración se restringe espacialmente en forma sustancial al área del enfoque. Por una pluralidad de dichas fotoalteraciones que se colocan de lado al lado, se pueden generar las figuras de incisión más diversas.

La generación fotoalterada de incisiones en la córnea humana por medio de radiación láser enfocada de pulso ultra corto (con duraciones de pulsos dentro de la escala de femtosegundos) se conoce como tal en la técnica. Por ejemplo, esta técnica de generación de incisiones se ha propuesto muchas veces para la preparación del colgajo en el curso de una operación de LASIK (LASIK: queratomileusis in-situ asistida con láser).

Sin embargo, las incisiones de la córnea no sólo se hacen necesariamente en operaciones de LASIK sino en una serie completa de otras formas de cirugía. La extracción del lenticulo intracorneal puede mencionarse como un ejemplo relevante, en donde una pieza lenticular de tejido en la córnea se separa por medio de dos incisiones planas suprayacentes que se tocan entre si en los márgenes.

Dentro del alcance de la invención, por otro lado, es un asunto de incisiones tipo hendidura que pasan a través de la superficie anterior de la córnea a la superficie posterior. Dichas incisiones pueden abrir un canal de acceso a las regiones interiores del ojo y son necesarias, por ejemplo, en operaciones en la lente humana o en queratoplastias lamelares del endotelio corneal, para poder introducir y sacar instrumentos médicos y/o material médico (por ejemplo, lente de reemplazo artificial, tejido del donante, etc).

El objetivo de la invención es demostrar una alternativa mínimamente invasiva para la generación mecánica de incisiones continuas en la córnea por medio de un escalpelo.

Con miras a lograr este objetivo, la invención proporciona un dispositivo para generar por lo menos una incisión tipo hendidura continua de la superficie posterior con respecto a la superficie anterior de la córnea de un ojo humano, el dispositivo incluye un dispositivo láser para generar por lo menos una parte de la incisión con radiación láser pulsada enfocada, el dispositivo láser incluye componentes controlables para ajustar la ubicación del enfoque de radiación, una computadora de control para controlar estos componentes, y un programa de control para la computadora de control, el programa de control contiene instrucciones que se diseñan para producir, tras la ejecución por medio de la computadora de control, la generación de por lo menos una parte de la incisión que se origina de la superficie posterior de la córnea, por lo menos esta parte de la incisión exhibe un contorno en sección transversal, cuando se observa en la dirección de la superficie anterior a la superficie posterior, que se desvia de la linea recta perpendicular a la superficie del ojo. La radiación láser que se utiliza tiene preferiblemente duraciones de pulsos dentro de la escala de menos de 1 picosegundo. Su longitud de onda puede, por ejemplo, estar dentro de la región casi-infrarroja o dentro de la región ultravioleta, siempre que permita una transmisión suficiente profunda en la córnea.

Se entiende que en la presente el término "incisión tipo hendidura" significa una incisión extendida bidimensional, cuyo espesor es pequeño, en particular muy reducido con relación a la extensión plana. Por ejemplo, el espesor de la incisión puede corresponder a sólo una fotoalteración única, es decir las fotoalteraciones se colocan una al lado de la otra solamente en un plano único. El contorno en sección transversal de la superficie anterior a la superficie posterior que se considera con el alcance de la invención debe entenderse como un contorno en una sección transversal longitudinal. La longitud de la incisión se determina por el espacio de la superficie anterior a la superficie posterior de la córnea y por el contorno en sección transversal elegido de la incisión en este segmento de la linea. La incisión abre un acceso tipo hendidura al interior del ojo a través de la córnea, en donde la conexión de esta hendidura, cuando se observa en la vista superior de la superficie anterior de la córnea, puede ser sustancialmente rectilínea o incluso más o menos firmemente curva. La longitud de la hendidura, vista en dicha vista superior (que corresponde al ancho de la incisión), alcanza, por ejemplo, sólo algunos milímetros. Dicha longitud puede ser establecida en una manera que depende de los requisitos de la aplicación concreta, en particular en una manera que depende del tamaño de los instrumentos y los materiales que se van a introducir o sacar. En la medida en que se preparan varias incisiones continuas en la córnea, por lo menos un número fraccionario de estas incisiones puede exhibir un contorno en sección transversal mutuamente divergente de la superficie anterior a la superficie posterior de la córnea o/y un ancho mutuamente divergente. Se entenderá que por lo menos un número fraccionario de las incisiones puede exhibir igualmente también un contorno en sección transversal idéntico y también un ancho idéntico.

Para un buen autosellado de la córnea abierta por la incisión, es conveniente si el contorno en sección transversal de la incisión exhibe por lo menos una flexión aguda. En este caso el contorno en sección transversal de la incisión puede exhibir una porción sustancialmente rectilínea en ambos lados de la flexión aguda. Como una alternativa o además de una torsión única o múltiple, la sección transversal longitudinal de la incisión puede exhibir uno o más segmentos arqueados o ondulantes. Un buen autosellado de la córnea también se puede obtener de esta forma.

Para un autosellado particularmente bueno, el contorno en sección transversal de la incisión puede exhibir varias flexiones agudas. En este caso resulta ventajoso si el contorno en sección transversal de la incisión exhibe por lo menos una porción rectilínea que se extiende entre dos flexiones agudas, que se extienden sustancialmente en forma perpendicular a la superficie del ojo. Ya que la superficie del ojo humano es curva y por esta razón la perpendicular en puntos diferentes en la superficie del ojo se orienta de forma distinta, siempre que una orientación particular del contorno en sección transversal o de una parte del mismo a la perpendicular a la superficie del ojo esté bajo discusión se pretende siempre una perpendicular en el punto de la incisión en cuestión.

En la medida en que el contorno en sección transversal de la incisión exhiba por lo menos tres porciones rectilíneas, se recomienda una sucesión de estas porciones en forma de un patrón en zigzag.

Con respecto a la ubicación de la incisión en el ojo, dicha incisión puede extenderse a lo largo o a través de una línea circular imaginaria que es sustancialmente concéntrica con la pupila del ojo, es decir su ancho se extiende en esta dirección. En este caso la incisión puede, por ejemplo, extenderse tangencialmente con respecto a la linea circular, pero también puede extenderse en un ángulo arbitrario a la línea circular. La línea circular imaginaria puede estar dentro o fuera del margen pupilar (cuando se observa en una vista superior del ojo a lo largo del eje pupilar), pero en cualquier caso está dentro del limbo del ojo. Cuando se observa en una sección transversal en la dirección de ancho, el contorno de la incisión es convenientemente rectilíneo.

La incisión puede poseer ancho sustancialmente constante sobre toda su longitud desde la superficie anterior a la superficie posterior de la córnea. Alternativamente puede poseer un ancho que se ahusa hacia la superficie posterior, es decir se puede ahusar (por ejemplo de una forma constante o escalonada) hacia la superficie posterior. Desde luego, también es posible que la incisión posea un ancho que se incrementa hacia la superficie posterior.

En la medida en que hay una demanda para la preparación de una pluralidad de incisiones, las instrucciones del programa de control son diseñadas de manera preferencial para producir la generación, en cada caso, de por lo menos una parte de varias incisiones. De éstas, por lo menos un número fraccionario de por lo menos dos incisiones se pueden colocar distribuidas a la largo de una línea circular imaginaria que es sustancialmente concéntrica con la pupila del ojo. Generalmente, las incisiones se pueden colocar distribuidas sobre varias líneas circulares imaginarias que son sustancialmente concéntricas con la pupila del ojo. El centrado de las lineas circulares antes mencionadas con relación al punto medio pupilar se refiere en la presente a un modo de observación en la vista superior del ojo a lo largo del eje pupilar del ojo, en cuya conexión se entenderá que en una modificación las lineas circulares mencionadas en la presente también pueden colocarse excéntricamente con respecto al punto medio pupilar.

En una configuración por lo menos una incisión puede generarse totalmente con el dispositivo láser, es decir, en esta configuración las instrucciones del programa de control son diseñadas para generar, tras la ejecución por la computadora de control, la incisión sobre su longitud continua completa de la superficie posterior con respecto a la superficie anterior de la córnea. En una configuración alternativa el dispositivo láser puede ser programado de tal manera que genere sólo una parte de la incisión que se origina desde la superficie posterior de la córnea pero que termina a una distancia desde la superficie anterior de la córnea. Por ejemplo, esta parte de la incisión generada por la tecnología láser termina como máximo aproximadamente 100 pm, mejor como máximo aproximadamente 70 pm, debajo de la superficie anterior de la córnea. Por ejemplo, termina aproximadamente 50 pm debajo de la superficie anterior de la córnea, es decir, en el punto hasta el que se extiende el epitelio de la córnea. Es desde luego posible que la parte de la incisión generada por la tecnología láser termine en una distancia incluso más corta de la superficie anterior de la córnea, aproximadamente sólo 20 pm o 30 pm. En cada caso la parte restante de la córnea es de manera preferencial más delgada que esa parte de la córnea que se ha penetrado por la parte de la incisión generada por la tecnología láser. Posterior a la generación de ja incisión por la tecnología láser esta parte restante puede ser dividida por el cirujano que opera con un instrumento de corte mecánico convencional (escalpelo). Esto permite un método de tratamiento en donde la parte de la incisión que se genera por la tecnología láser se genera en primer lugar en un entorno no-estéril sin estos riesgos particulares ocultos, porque en este entorno no-estéril el ojo todavía no está abierto completamente. La terminación de la incisión por división manual de la porción residual restante de la córnea entonces puede realizarse por el cirujano que opera en un entorno estéril en el que también se lleva a cabo la operación real para la cual se necesita el canal de acceso en el ojo.

Para dicha configuración el dispositivo de acuerdo con la invención puede incluir, además del dispositivo láser, por lo menos un escalpelo con el que el cirujano que opera puede completar la incisión con respecto a la superficie anterior de la córnea.

La invención se explicará además en lo siguiente sobre la base de los dibujos anexos. Se representan: La figura 1 en representación esquemática en bloque, una modalidad ejemplar de un dispositivo láser para colocar incisiones continuas en la córnea humana, La figura 2 esquemáticamente, un patrón de disposición ejemplar para varias incisiones continuas de la córnea, La figura 3 esquemáticamente, una incisión ejemplar de la córnea cuando se observa en una sección transversal x-z a través de la córnea, y La figura 4 la incisión mostrada en la figura 3 cuando se observa en una sección transversal y-z a través de la córnea.

Primero se hará referencia a la figura 1 . El dispositivo láser en la presente, generalmente representado con el número 10, incluye una fuente láser 12 que genera un rayo láser 14 con duraciones de pulso dentro de la escala de femtosegundos. En la trayectoria del rayo, del rayo láser 14 se colocan varios componentes, ínter alia un escáner 16 indicado en la presente esquemáticamente como un bloque funcional unificado, un espejo divergente fijo 17 y también un objetivo de enfoque 18. El escáner 16 sirve para control transversal y longitudinal de la ubicación del punto focal del rayo láser 14. "Transversal" en la presente designa una dirección en ángulos rectos a la dirección de propagación del rayo láser 14 en la región del ojo; "longitudinal" corresponde a la dirección de propagación de rayo. En la anotación convencional el plano transversal es designado como el plano x-y, mientras que la dirección longitudinal es designada como la dirección z. Una estructura correspondiente de coordenadas x-y-z se ha trazado en la figura 1 para propósitos de ilustración. Para el propósito de desviación transversal del rayo láser 14 (es decir en el plano x-y) el escáner 16, por ejemplo, puede incluir un par de espejos de escáner galvanométricamente accionados que se disponen para ser capaces de inclinarse alrededor de ejes mutuamente perpendiculares. Alternativamente, por ejemplo, se concibe una desviación transversal por medio de un cristal electro-óptico. Para el control z de la posición focal, el escáner 16, por ejemplo, puede contener una lente longitudinalmente ajustable o una lente de potencia de refracción variable o un espejo deformable, con el que la divergencia del rayo láser 14 y por consiguiente la posición z del enfoque del rayo puede verse influenciado, con el ajuste del enfoque del objetivo de enfoque 18 igual.

Se comprenderá que los componentes del escáner 16 que sirven para el control de enfoque transversal y para el control de enfoque longitudinal pueden disponerse distribuidos a lo largo de la trayectoria del rayo del rayo láser 14 y, en particular, distribuirse a diferentes unidades modulares. Por ejemplo, la función del ajuste del enfoque z puede cumplirse por una lente dispuesta en un expansor del rayo (por ejemplo, telescopio de Galileo), mientras que los componentes que sirven para el control de enfoque transversal pueden acomodarse en una unidad modular separada entre el expansor del rayo y el objetivo de enfoque 18. La representación del escáner 16 como un bloque funcional unificado en la figura 1 sirve solamente para mejor claridad de disposición.

El objetivo de enfoque 18 es preferiblemente un objetivo f-theta y de manera preferencial se acopla por separado en su lado de rayo-emergencia con un adaptador del paciente 20 que forma una interfaz de apoyo para la córnea de un ojo 22 que se va a tratar. Para este propósito el adaptador del paciente 20 exhibe un elemento de contacto 24 que es transparente a la radiación láser y que en su lado inferior que se orienta hacia el ojo forma una cara de apoyo 26 para la córnea. En el caso ejemplar mostrado, la cara de apoyo 26 se construye como una cara del plano y sirve para nivelar la córnea, por el elemento de contacto 24 que se presiona contra el ojo 22 con presión apropiada o por la córnea que se aspira en la cara de contacto 26 por presión reducida.

El elemento de contacto 24 (en el caso de la construcción de plano-paralelo, comúnmente designado como una placa de aplanado) se fija en el extremo más angosto de un manguito portador cónicamente ensanchado 28. La conexión entre el elemento de contacto 24 y el manguito portador 28 puede ser inseparable, por ejemplo en virtud de una unión por adhesión; alternativamente puede ser separable, por ejemplo en virtud de una junta de tornillo. El manguito portador 28 posee en su extremo más ancho del manguito, en una manera no representada en ningún detalle, estructuras de acoplamiento adecuadas con el propósito de acoplar al objetivo de enfoque 18.

La fuente láser 12 y el escáner 16 son controlados por una computadora de control 30 que opera de acuerdo con un programa de control 34 almacenado en una memoria 32. El programa de Control 34 contiene instrucciones (código de programa) que producen, tras la ejecución por la computadora de control 30, dicho control de la ubicación del enfoque del rayo del rayo láser 14 que una o más incisiones tipo hendidura continuas se generan en la córnea del ojo 22 apoyándose contra el elemento de contacto 24.

Un posible patrón de disposición de: estas incisiones se muestra esquemáticamente en la figura 2. Una pupila 36 se indica en la misma por su margen pupilar. La pupila 36 posee un centro púpilar 38. Concéntricamente con el centro pupilar 38 se traza de manera punteada una linea circular imaginaria 40 que rodea la pupila 36 externamente en un espacio radial. A lo largo de esta linea circular 40, distribuidas en espacios sustancialmente idénticos, se han trazado tres incisiones de hendidura 42, que penetran la córnea del ojo 22 sobre todo el espesor de la misma y cada una abre un canal de acceso a la cámara anterior del ojo y a las regiones interiores restantes del ojo. Se apreciará que en el caso ejemplar mostrado en la figura 2, las incisiones 42 posean anchos aproximadamente idénticos y se hayan ejecutado de forma rectilínea en la dirección de su ancho. En este caso se colocan aproximadamente de forma tangencial con respecto a la línea circular 40. Se entenderá que por lo menos un número fraccionario de las incisiones 42 se pueden orientar alternativamente a través de (en un ángulo arbitrario hacia) la linea circular 40.

Se comprenderá, además, que el número de incisiones 42 puede ser variable. Dependiendo de la operación que se va a llevar a cabo, una incisión única 42 puede ser suficiente, o varias incisiones 42 pueden ser necesarias. Tampoco es necesario disponer todas las incisiones 42 distribuidas a lo largo de la misma linea circular 40. Se concibe colocar por lo menos un número fraccionario de las incisiones en un espacio radial diferente desde el centro pupilar 38. Por ejemplo, esto puede obtenerse por una ubicación excéntrica de la línea circular 40 con relación al centro pupilar 38. Alternativamente, se puede obtener por las incisiones que se distribuyen sobre varias líneas circulares céntricamente dispuestas, como se ilustra en una forma ejemplar en la figura 2 con base en las lineas circulares adicionales 40a, 40b trazadas en una forma punteada en las incisiones adicionales 42a, 42b. El limbo del ojo se dibuja esquemáticamente en esta figura con el número 43. Casualmente, tampoco es necesario distribuir los incisiones a lo largo de una trayectoria circular.

En términos generales, con respecto a la distribución en la dirección radial y también con respecto a la distribución en la dirección periférica, en principio, no hay restricción alguna para el patrón de disposición de las incisiones 42.

Las incisiones 42 pueden ser configuradas de forma idéntica o diferente. Para una posible configuración de una de las incisiones, ahora se hará referencia a las figuras 3 y 4. Éstas muestran vistas transversas de la misma incisión desde diferentes direcciones de observación, como se ilustra por las estructuras de las coordenadas xyz que se han trazado.

La córnea del ojo que se va a tratar se denota con el número 44 en las figuras 3 y 4. Posee una superficie anterior 46 y también una superficie posterior 48. En ambas figuras se muestra en un estado no aplanado, relajado (es decir, después de la remoción del elemento de contacto 24).

La incisión ejemplar 42 mostrada en las figuras 3 y 4 muestra, en una vista transversal desde el lado estrecho de la hendidura, un patrón en zigzag que se extiende desde la superficie anterior 46 a la superficie posterior 48 con varias (en la presente, tres) porciones rectilíneas 50, 52, 54 que se separan por pares en cada caso por una flexión aguda 56, 58. La porción media 52 se extiende sustancialmente paralela a una normal 60 a la superficie del ojo que ha sido trazada en la manera punteada (la superficie del ojo es sinónimo aquí con la superficie anterior 46 de la córnea). Se comprenderá que esta observación sólo se mantiene para una normal a la superficie en la región de la incisión 42, ya que en otras regiones de la superficie anterior del ojo la normal respectiva a la superficie se orienta espacialmente de forma distinta desde la normal 60 que se ha trazado.

En lugar de un patrón en zigzag o del diente de sierra que se muestra en la figura 3, se concibe fácilmente ejecutar la incisión 42 con un perfil ondulatorio. Las flexiones agudas 56, 58 entonces se reemplazan por arcos casi redondos.

La vista transversal de la incisión 42 del lado ancho de la hendidura de acuerdo con la figura 4 ilustra además que en el caso ejemplar que muestra la incisión 42 posee un ancho sustancialmente constante sobre toda su longitud (por lo cual se concibe aquí alternativamente un ahusamiento hacia la superficie posterior 48). Para la generación de la incisión 42, el enfoque del rayo láser que se utiliza se mueve en una rejilla lineal en lineas sucesivas de escáner, por lo cual con el propósito de evitar posibles efectos de protección se inicia de manera conveniente la generación de la inspección en la superficie posterior 48 de la córnea 44. De ahí, las líneas individuales de escáner progresan cada vez más en la dirección hacia la superficie anterior 46. Las líneas trazadas en negritas en la figura 4 y que se extienden dentro del ancho de la hendidura ilustran el escáner por líneas para el enfoque del rayo en el curso de la generación de la incisión 42.

Claims (13)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 - Un dispositivo para generar por lo menos una incisión tipo hendidura continua (42) desde la superficie posterior (48) con respecto a la superficie anterior (46) de la córnea (44) de un ojo humano, el dispositivo incluye un dispositivo láser para generar por lo menos una parte de la incisión con radiación láser pulsada enfocada, el dispositivo láser incluye componentes controlables (16) para ajustar la ubicación del enfoque de radiación, una computadora de control (30) para controlar estos componentes, la computadora de control configurada para producir la generación de por lo menos una parte de la incisión (42) que se origina de la superficie posterior (48) de la córnea, en donde por lo menos esta parte de la incisión exhibe un contorno en sección transversal, cuando se observa en la dirección de la superficie anterior a la superficie posterior, que se desvía de una línea recta (60) perpendicular a la superficie del ojo.

2 - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el contorno en sección transversal de la incisión (42) exhibe por lo menos una flexión aguda (56, 58).

3.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el contorno en sección transversal de la incisión (42) exhibe una porción sustancialmente rectilínea (50, 52, 54) en ambos lados de la flexión aguda (56, 58).

4.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2 o 3, caracterizado además porque el contorno en sección transversal de la incisión (42) exhibe varias flexiones agudas (56, 58).

5.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el contorno en sección transversal de la incisión (42) exhibe por lo menos una porción rectilínea (52) que se extiende entre dos flexiones agudas (56, 58), que se extienden sustancialmente en forma perpendicular a la superficie del ojo.

6.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 4 o 5, caracterizado además porque el contorno en sección transversal de la incisión (42) exhibe por lo menos tres porciones rectilíneas (50, 52, 54) que se siguen una a la otra en la forma de un patrón en zigzag.

7. - El dispositivo de conformidad una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la incisión (42) se extiende a lo largo o a través de una línea circular imaginaria (40) que es sustancialmente concéntrica con la pupila (36) del ojo.

8. - El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la incisión (42) posee un ancho sustancialmente constante sobre toda su longitud desde la superficie anterior (46) a la superficie posterior (48) de la córnea (44) o posee un ancho disminuido o incrementado hacia la superficie posterior.

9. - El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la computadora de control se configura para producir la generación de, en cada caso, por lo menos una parte de varias incisiones (42).

10. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque por lo menos un número fraccionario de por lo menos dos de las incisiones se colocan distribuidas a lo largo de una línea circular imaginaria (40) que es sustancialmente concéntrica con la pupila (36) del ojo. 1 1. - El dispositivo de conformidad la reivindicación 9 o 10, caracterizado además porque las incisiones (42) se colocan distribuidas sobre varias lineas circulares imaginarias que son sustancialmente concéntricas con la pupila (36) del ojo. 12. - El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la radiación láser posee duraciones de pulsos dentro de la escala de menos de 1 picosegundo. 13. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la incisión se extiende tangencialmente con respecto a la linea circular.