RU162618U1

RU162618U1 - DEVICE-3 FOR UV cross-linking of collagen of the eye cornea

Info

Publication number: RU162618U1
Application number: RU2015139272/14U
Authority: RU
Inventors: Мухаррам Мухтарамович Бикбов; Азат Рашидович Халимов; Эмин Логман-оглы Усубов; Сергей Валерьевич Харитонов
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-06-20

Abstract

Устройство для ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы, содержащее размещенные на мобильной стойке с помощью несущего рычага ультрафиолетовый излучатель, обеспечивающий поток ультрафиолетового излучения с длиной волны 370 нм, снабженный видеокамерой и оптической системой линз с диафрагмой, соединенные с излучателем блок питания и блок управления с таймером, стабилизатором тока и жидкокристаллическим сенсорным монитором, причем мобильная стойка выполнена в виде скрепленных между собой вертикальной опоры и напольной плиты, отличающееся тем, что излучатель снабжен электроприводом, а в корпусе излучателя дополнительно размещены два светодиода ультрафиолетового диапазона и светодиод синего света.A device for ultraviolet cross-linking of collagen of the cornea, comprising an ultraviolet emitter placed on a mobile rack using a support arm, providing a stream of ultraviolet radiation with a wavelength of 370 nm, equipped with a video camera and an optical lens system with a diaphragm, a power supply unit and a control unit with a timer, a stabilizer connected to the emitter current and a liquid crystal touch monitor, and the mobile stand is made in the form of a vertical support and a floor plate fastened together characterized in that the emitter is equipped with an electric drive, and two ultraviolet light-emitting diodes and a blue light-emitting diode are additionally placed in the emitter casing.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к медицине, а именно к офтальмохирургии, и может быть использована для ультрафиолетового сшивания коллагеновых фибрилл роговицы глаза при прогрессирующих кератэктазиях.The proposed utility model relates to medicine, namely to ophthalmic surgery, and can be used for ultraviolet crosslinking of collagen fibrils of the cornea of the eye with progressive keratectasia.

Известно устройство для перекрестного связывания коллагена, содержащее два светодиода, закрепленные на эластичном держателе под углом, обеспечивающем на расстоянии 10 мм от поверхности, пучок ультрафиолетового света с длиной волны 370 нм диаметром 10 мм, которые соединены с блоком управления, создающим постоянный режим работы и подключенным к источнику питания. При этом блок управления снабжен таймером, стабилизатором тока, а источник питания выполнен в виде блока питания на 12 В [патент RU №72401, 2008 г.].A device for cross-linking collagen, containing two LEDs mounted on an elastic holder at an angle that provides at a distance of 10 mm from the surface, an ultraviolet light beam with a wavelength of 370 nm with a diameter of 10 mm, which are connected to a control unit that creates a constant mode of operation and connected to the power source. In this case, the control unit is equipped with a timer, a current stabilizer, and the power source is made in the form of a 12 V power supply [patent RU No. 72401, 2008].

Известно устройство для перекрестного сшивания коллагена роговицы глаза, содержащее пульт управления, соединенный с блоком питания, и ультрафиолетовый излучатель, которые размещены с помощью держателей на штанге, которая с помощью муфты поворотной соединена со стойкой на колесиках со стопорами. На лицевой панели корпуса пульта управления размещен жидкокристаллический текстовый дисплей, отображающий рабочие параметры. В корпусе ультрафиолетового излучателя размещены не менее двух светодиодов ROITHNER LASERTECHNIK марки UVLED370-10 [патент RU №108963, 2011 г.].A device is known for cross-stitching collagen of the cornea of the eye, comprising a control panel connected to a power unit and an ultraviolet emitter, which are placed using holders on a rod, which is connected via a rotary clutch to a rack on wheels with stoppers. On the front panel of the control panel housing there is a liquid crystal text display that displays operating parameters. At least two ROITHNER LASERTECHNIK LEDs of the UVLED370-10 brand are placed in the body of the ultraviolet emitter [patent RU No. 108963, 2011].

В последние годы получила распространение ускоренная процедура сшивания коллагена, выполнение которой требует использование высокой мощности ультрафиолетового излучения при сокращении продолжительности процедуры [Cinar Y., Cingü А.К., Turkcu F.M., Yüksel H., Sahin A.,

., Caca I.,

. Accelerated corneal collagen cross-linking for progressive keratoconus // Cutan. Ocul. Toxicol. 2014. 33(2): 168-171; Tomita M., Mita M., Huseynova Т. Accelerated versus conventional corneal collagen crosslinking // J. Cataract. Refract. Surg. 2014. 40(6): 1013-1020; Famose F. Evaluation of accelerated collagen cross-linking for the treatment of melting keratitis in ten cats // Vet. Ophthalmol. 2015. 18(2): 95-104]. Данная медицинская технология требует использования устройств с повышенными возможностями генерации УФ излучения.In recent years, an accelerated collagen crosslinking procedure has been disseminated, the implementation of which requires the use of high power of ultraviolet radiation while reducing the duration of the procedure [Cinar Y., Cingü A.K., Turkcu FM, Yüksel H., Sahin A.,

., Caca I.,

. Accelerated corneal collagen cross-linking for progressive keratoconus // Cutan. Ocul. Toxicol. 2014.33 (2): 168-171; Tomita M., Mita M., Huseynova T. Accelerated versus conventional corneal collagen crosslinking // J. Cataract. Refract. Surg. 2014.40 (6): 1013-1020; Famose F. Evaluation of accelerated collagen cross-linking for the treatment of melting keratitis in ten cats // Vet. Ophthalmol. 2015. 18 (2): 95-104]. This medical technology requires the use of devices with enhanced capabilities for generating UV radiation.

Прототипом полезной модели является устройство для перекрестного связывания коллагена роговицы глаза, содержащее излучатель с встроенной видеокамерой; в корпусе излучателя дополнительно размещены диафрагма и оптическая система линз, формирующие гомогенный, сходящийся, ультрафиолетовый, световой пучок длиной волны 370 нм требуемого диаметра, мощностью до 5 мВт/см². При этом излучатель размещен на стойке с помощью несущего рычага, блок управления с введенным таймером снабжен жидкокристаллическим сенсорным монитором, а мобильная стойка выполнена в виде скрепленных между собой вертикальной опоры и напольной плиты [патент RU №134788, 2013 г.].A prototype of a utility model is a device for cross-linking collagen of the cornea of the eye, comprising an emitter with an integrated video camera; the diaphragm and the optical system of lenses are additionally placed in the emitter housing, forming a homogeneous, converging, ultraviolet, light beam with a wavelength of 370 nm of the required diameter, power up to 5 mW / cm ² . At the same time, the emitter is placed on the rack using the support arm, the control unit with the entered timer is equipped with a liquid crystal touch monitor, and the mobile rack is made in the form of a vertical support and a floor plate fastened together [patent RU No. 134788, 2013].

Задачей полезной модели является разработка устройства с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the utility model is to develop a device with improved performance.

Технический результат - расширение технических возможностей устройства за счет генерирования стабильного сфокусированного УФ светового пучка требуемой мощности от 0,1 до 20 мВт/см²; возможности функционирования излучателя в тестовом режиме посредством введения светодиода синего света; электромеханического позиционирования излучателя над операционным полем с помощью электропривода.The technical result is the expansion of the technical capabilities of the device by generating a stable focused UV light beam of the required power from 0.1 to 20 mW / cm ² ; the possibility of the emitter functioning in test mode by introducing a blue light-emitting diode; electromechanical positioning of the emitter over the operating field using an electric drive.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы, содержащем размещенные на мобильной стойке с помощью несущего рычага ультрафиолетовый излучатель, соединенные с излучателем блок питания и блок управления с таймером, стабилизатором тока и жидкокристаллическим сенсорным монитором, причем мобильная стойка выполнена в виде скрепленных между собой вертикальной опоры и напольной плиты, согласно полезной модели излучатель снабжен электроприводом, а в корпусе излучателя дополнительно размещены два светодиода ультрафиолетового диапазона и светодиод синего света.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for ultraviolet cross-linking of collagen of the cornea, comprising an ultraviolet emitter located on a mobile rack using a support arm, a power supply unit and a control unit with a timer, a current stabilizer and a liquid crystal touch monitor connected to the emitter, the mobile stand made in in the form of a vertical support and a floor plate fastened together, according to a utility model, the emitter is equipped with an electric drive, and in the emitter housing For more placed two LEDs ultraviolet and blue light LED.

В предлагаемом устройстве осуществляется электромеханическое позиционирование излучателя над операционным полем посредством электропривода, управляемого непосредственно с сенсорного монитора управляющего блока. Излучатель, снабженный видеокамерой, диафрагмой и оптической системой линз, обеспечивает: стабилизацию мощности излучения за счет образования области облучения на установленном фокусном расстоянии; обеспечивает функционирование излучателя в тестовом режиме за счет введения светодиода синего света, позволяющего выполнять предоперационную фокусировку непосредственно над роговицей глаза без использования УФ излучения; гомогенный поток ультрафиолетового света с длиной волны 370 нм мощностью от 0,1 до 20 мВт/см², за счет введения дополнительных УФ светодиодов.In the proposed device, the electromechanical positioning of the emitter over the operating field is carried out by means of an electric drive controlled directly from the touch monitor of the control unit. The emitter equipped with a video camera, aperture and optical lens system provides: stabilization of the radiation power due to the formation of the irradiation region at a set focal length; ensures the functioning of the emitter in test mode by introducing a blue light emitting diode, which allows preoperative focusing directly above the cornea of the eye without using UV radiation; homogeneous flux of ultraviolet light with a wavelength of 370 nm with a power of 0.1 to 20 mW / cm ² due to the introduction of additional UV LEDs.

Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой изображено устройство - 3 для ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы, общий вид.The essence of the utility model is illustrated by the figure, which shows a device - 3 for ultraviolet crosslinking of corneal collagen, general view.

Предлагаемое устройство для ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы содержит ультрафиолетовый излучатель 1, обеспечивающий поток ультрафиолетового излучения необходимого диаметра с длиной волны 370 нм и мощностью от 0,1 до 20 мВт/см² с шагом 0,1 мВт/см², который соединен с блоком управления, снабженным жидкокристаллическим сенсорным монитором 2, и блоком питания (на фигуре не показан). В корпусе УФ-излучателя 1 размещены три светодиода ультрафиолетового диапазона, например ROITHNER LASERTECHNIK марки UVLED370-10E, которые обеспечивают пучок ультрафиолетового света с длиной волны 370 нм мощностью от 0,1 до 20 мВт/см², светодиод синего света, а также оптическая система линз, стабилизирующая мощность УФ излучения за счет образования области облучения на установленном фокусном расстоянии, формирующая гомогенный световой пучок, кроме этого излучатель снабжен видеокамерой и диафрагмой 3. Настройки блока управления позволяют проводить функционирование излучателя в безопасном, тестовом режиме «синего света». Излучатель на несущем рычаге с электроприводом 4 и блок управления размещены на мобильной стойке, выполненной в виде скрепленных между собой вертикальной опоры 5 и напольной плиты 6, снабженной колесиками со стопорами.The proposed device for ultraviolet crosslinking of collagen of the cornea contains an ultraviolet emitter 1, providing a stream of ultraviolet radiation of the required diameter with a wavelength of 370 nm and a power of 0.1 to 20 mW / cm ² in increments of 0.1 mW / cm ² , which is connected to the control unit equipped with a liquid crystal touch monitor 2, and a power supply (not shown in the figure). In the housing of the UV emitter 1 there are three ultraviolet light emitting diodes, for example ROITHNER LASERTECHNIK of the brand UVLED370-10E, which provide an ultraviolet light beam with a wavelength of 370 nm with a power of 0.1 to 20 mW / cm ² , a blue light emitting diode, and an optical system lenses, stabilizing the power of UV radiation due to the formation of the irradiation region at a fixed focal length, forming a homogeneous light beam, in addition, the emitter is equipped with a video camera and aperture 3. The settings of the control unit allow nirovanie transmitter in a safe, "blue light" test mode. The emitter on the support arm with the electric drive 4 and the control unit are placed on a mobile stand made in the form of a vertical support 5 fastened together and a floor plate 6 provided with wheels with stops.

Преимуществами при использовании предлагаемого устройства являются:The advantages when using the proposed device are:

- электромеханическое позиционирование излучателя над операционным полем посредством электропривода, управляемого непосредственно с сенсорного монитора управляющего блока.- electromechanical positioning of the emitter over the operating field by means of an electric drive controlled directly from the touch monitor of the control unit.

- излучатель, снабженный видеокамерой, диафрагмой и оптической системой линз, обеспечивает: стабилизацию мощности излучения за счет образования области облучения на установленном фокусном расстоянии;- the emitter, equipped with a video camera, aperture and optical lens system, provides: stabilization of the radiation power due to the formation of the irradiation region at a set focal length;

- функционирование излучателя в тестовом режиме за счет введения светодиода синего света, позволяющего выполнять предоперационную фокусировку непосредственно над роговицей глаза без использования УФ излучения;- the functioning of the emitter in test mode due to the introduction of a blue light emitting diode, allowing preoperative focusing directly above the cornea of the eye without the use of UV radiation;

- гомогенный поток ультрафиолетового света с длиной волны 370 нм мощностью от 0,1 до 20 мВт/см², за счет введения дополнительных УФ светодиодов- a homogeneous flux of ultraviolet light with a wavelength of 370 nm with a power of 0.1 to 20 mW / cm ² due to the introduction of additional UV LEDs

Таким образом, в предлагаемом устройстве излучатель снабжен электроприводом и его позиционирование осуществляется посредством нажатия сенсорных клавиш на дисплее. Излучатель способен генерировать УФ поток мощностью от 0,1 до 20 мВт/см², что позволяет сократить время проведения процедуры. Тестовый режим излучателя с синим светом позволяет фокусировать световой пучок над зоной облучения, не допуская дополнительного УФ облучения роговицы во время настройки прибора. Кроме этого, обновленная система гомогенизации света обеспечивает стабильный поток ультрафиолетового света, независимо от расстояния от излучателя до облучаемой поверхности, не допуская ослабления его интенсивности за счет рассеивания даже при незначительном удалении.Thus, in the proposed device, the emitter is equipped with an electric drive and its positioning is carried out by pressing the touch keys on the display. The emitter is capable of generating a UV stream with a power of 0.1 to 20 mW / cm ² , which reduces the time of the procedure. The test mode of the emitter with blue light allows you to focus the light beam over the irradiation zone, avoiding additional UV irradiation of the cornea during adjustment of the device. In addition, the updated light homogenization system ensures a stable flow of ultraviolet light, regardless of the distance from the emitter to the irradiated surface, preventing its intensity from attenuating due to scattering even with slight removal.

Обновленное устройство для ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы глаза сконструировано для проведения безопасного и эффективного, в том числе и ускоренного, лечения прогрессирующих дегенеративных заболеваний роговицы, сопровождающихся ослаблением ее прочностно-механических свойств (кератоконус, кератоглобус, пеллюциндная краевая дегенерация роговицы).The updated device for ultraviolet cross-linking of cornea of the eye is designed to carry out safe and effective, including accelerated, treatment of progressive degenerative diseases of the cornea, accompanied by a weakening of its mechanical strength properties (keratoconus, keratoglobus, pellucidal marginal corneal degeneration).

Кросслинкинг (перекрестное «связывание», или «сшивание») коллагеновых волокон способствует биомеханической стабилизации роговицы посредством увеличения числа интра- и межфибриллярных связей, возникающих в результате инициируемых ультрафиолетовым излучением фотохимических взаимодействий.Crosslinking (cross-linking, or “cross-linking”) of collagen fibers promotes biomechanical stabilization of the cornea by increasing the number of intra- and interfibrillar bonds resulting from photochemical interactions initiated by ultraviolet radiation.

При использовании устройства укрепляющий эффект роговицы возникает посредством перекрестного связывания ее коллагеновых волокон, за счет образования новых межфибриллярных ковалентных связей, возникающих в результате фотохимических реакций при участии активных форм кислорода, при рибофлавин-УФ-А индуцированном воздействии с использованием излучателя.When using the device, the strengthening effect of the cornea arises through cross-linking of its collagen fibers, due to the formation of new interfibrillar covalent bonds arising as a result of photochemical reactions with the participation of reactive oxygen species, with riboflavin-UV-A induced exposure using a radiator.

Порядок работы с устройством:The procedure for working with the device:

Включатель на задней стороне блока управления приводится в положение указателя «Вкл».The switch on the back of the control unit is set to the on position.

Стартовое меню позволяет перейти в два режима - режим «Калибровки» и «Работы».The start menu allows you to switch to two modes - the “Calibration” and “Work” modes.

Калибровку устройства производят при помощи УФ радиометра, входящего в комплект поставки, путем сравнения полученных измерений задаваемой мощности (от 0,1 до 20 мВт/см²) и показаниями прибора. В случае расхождений в программе «Калибровка» производится докоррекция показаний.Calibration of the device is carried out using the UV radiometer, which is included in the delivery, by comparing the obtained measurements of the set power (from 0.1 to 20 mW / cm ² ) and the readings of the device. In case of discrepancies in the Calibration program, the readings are corrected.

Далее из стартового меню можно произвести одновременный запуск таймера, синхронизированного с излучателем, который осуществляется кнопкой «START» (пуск/стоп), при этом время экспозиции по умолчанию -5 минут (300 секунд).Further, from the start menu, you can simultaneously start the timer synchronized with the emitter, which is carried out by the START (start / stop) button, with the default exposure time of -5 minutes (300 seconds).

Во время работы устройства силу тока светодиодов можно регулировать в пределах от 0,1 до 20 мВт/см² с шагом 0,1 мВт/см² с помощью кнопок «<» и «>» на сенсорном мониторе (соответственно «-» - уменьшение, «+» - увеличение). Последнее установленное значение мощности после выключения останется в памяти прибора и будет использовано как стартовое при следующем его включении устройства.During operation of the device, the current strength of the LEDs can be adjusted in the range from 0.1 to 20 mW / cm ² in increments of 0.1 mW / cm ² using the "<" and ">" buttons on the touch monitor (respectively, "-" - decrease , "+" - increase). The last set power value after switching off will remain in the device memory and will be used as a starting one the next time it is turned on.

Механическая система с электроприводом (мобильная стойка, выполненная в виде скрепленных между собой вертикальной опоры и напольной плиты, снабженной колесиками со стопорами, и несущий/поворотный рычаг) обеспечивает произвольное позиционирование УФ излучателя в требуемом для работы положении; блок управления с сенсорным монитором устанавливается вручную.The mechanical system with an electric drive (a mobile stand, made in the form of a vertical support fastened together and a floor plate equipped with castors with stops, and a support / pivot arm) provides arbitrary positioning of the UV emitter in the required position for operation; The control unit with touch monitor is manually installed.

Пример. Больная К., 26 лет, поступила с диагнозом: кератоконус II стадии (классификация по Amsler). Данные обследования: острота зрения - 0,1; величина роговичного астигматизма - 4,0 D; радиус кривизны роговицы - 6,48 мм. Толщина в центральной зоне роговицы - 442 мкм (по данным оптикокогерентной томографии /ОКТ/).Example. Patient K., 26 years old, was admitted with a diagnosis of stage II keratoconus (Amsler classification). Survey data: visual acuity - 0.1; the magnitude of corneal astigmatism is 4.0 D; the radius of curvature of the cornea is 6.48 mm. The thickness in the central zone of the cornea is 442 microns (according to optic coherence tomography / OCT).

Процедура ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы проводилась в условиях операционной. После обработки операционного поля и местной анестезии (0,4% раствор оксибупрокаина, «Инокаин») производили деэпителизацию роговицы диаметром около 6 мм, с последующей инсталляцией протектора роговицы «Декстралинк» [патент RU №2412707, 27.02.2011 г.]. Состоятельность насыщения оценивали наличием фотолюминесценции во влаге передней камеры глаза при биомикроскопическом исследовании с помощью щелевой лампы с кобальтовым светофильтром. Далее выполняли ультрафиолетовое облучение роговицы тремя циклами по 5 мин с использованием предлагаемого устройства, обеспечивающего УФ излучение длиной волны 370 нм, мощностью 6 мВт/см² с одновременной инсталляцией раствора «Декстралинк». Общая продолжительность облучения составила 15 мин. В послеоперационном периоде проводили антибактериальную и дегидратационную терапию.The procedure for ultraviolet crosslinking of corneal collagen was carried out in the operating room. After treatment of the surgical field and local anesthesia (0.4% solution of oxybuprocaine, Inocaine), corneal de-epithelialization was performed with a diameter of about 6 mm, followed by installation of the corneal protector Dextralink [patent RU No. 2412707, February 27, 2011]. Saturation was assessed by the presence of photoluminescence in the moisture of the anterior chamber of the eye during biomicroscopic examination using a slit lamp with a cobalt filter. Next, the ultraviolet irradiation of the cornea was performed in three cycles of 5 min using the proposed device, providing UV radiation with a wavelength of 370 nm, a power of 6 mW / cm ² with the simultaneous installation of the Dextralink solution. The total exposure time was 15 minutes. In the postoperative period, antibacterial and dehydration therapy was performed.

Состояние оперированного глаза в течение первого дня после кросслинкинга - глаз умеренно раздражен, биомикроскопически определялся незначительный отек наружных корнеальных слоев, сохранялся выраженный роговичный синдром.The condition of the operated eye during the first day after cross-linking - the eye is moderately irritated, slight swelling of the outer corneal layers was determined biomicroscopically, and pronounced corneal syndrome persisted.

Состояние глаза при выписке (на 8 день после операции). Глаз спокоен, полностью восстановлена целостность корнеального эпителия, роговичный синдром отсутствует.Eye condition at discharge (on day 8 after surgery). The eye is calm, the integrity of the corneal epithelium is completely restored, the corneal syndrome is absent.

Через 1,5 месяца наблюдалось увеличение корригированной остроты зрения до 0,3. Роговичный астигматизм снизился на 2,5 D. Радиус корнеальной кривизны составил 6,56 мм; толщина роговицы в центре - 438 мкм (ОКТ). При проведении конфокальной микроскопии через 1,5 месяца строма без существенных изменений.After 1.5 months, an increase in corrected visual acuity was observed to 0.3. Corneal astigmatism decreased by 2.5 D. The radius of the corneal curvature was 6.56 mm; the thickness of the cornea in the center is 438 microns (OCT). When conducting confocal microscopy after 1.5 months of stroma without significant changes.

Таким образом, использование предлагаемого устройства для ультрафиолетового сшивания коллагена роговицы глаза обеспечивает безопасное и эффективное выполнение процедуры кросслинкинга, применяемого в лечении прогрессирующих кератэктазий.Thus, the use of the proposed device for ultraviolet crosslinking of collagen of the cornea of the eye provides a safe and effective implementation of the crosslinking procedure used in the treatment of progressive keratectasia.

Claims

A device for ultraviolet cross-linking of collagen of the cornea, comprising an ultraviolet emitter placed on a mobile rack using a support arm, providing a stream of ultraviolet radiation with a wavelength of 370 nm, equipped with a video camera and an optical lens system with a diaphragm, a power supply unit and a control unit with a timer, a stabilizer connected to the emitter current and a liquid crystal touch monitor, and the mobile stand is made in the form of a vertical support and a floor plate fastened together characterized in that the emitter is equipped with an electric drive, and two ultraviolet light-emitting diodes and a blue light-emitting diode are additionally placed in the emitter casing.