TR201815101T4 - Dokunun fotobozucu lazer parçalanması. - Google Patents

Abstract

Bir gözün lens dokusunu parçalamaya yönelik bir lazer cerrahi sistemidir, sistem, bir darbeli lazer ışınını üretmek üzere uyarlanan bir darbeli lazeri (302); lens dokusu içindeki bir hedef bölgeye doğru lazer ışınını yönlendirmek üzere uyarlanan bir optik modülünü (310) içerir; burada sistem kontrol modülü (320), hücre sınırlarını üretmek üzere fotobozunumlu kabarcıkların katmanları oluşturularak hedef bölgede hücrelerin düzenli bir dizilimini oluşturmak için optik modülü kontrol etmek üzere uyarlanır, burada fotobozunumlu kabarcıkların katmanları kavislidir.

Description

TARIFNAME DOKUNUN FOTOBOZUCU LAZER PARÇALANMASI Ilgili basvurunun çapraz referansi Bu basvuru, Avrupa Patent Basvurusu No. 09700876.7'den bölünür.

Altyapi Bu basvuru, gözler üzerinde isletilmeye yönelik lazer cerrahi teknikleri ve sistemleri ile Lazer isigi, görüs düzeltme ve diger tibbi tedaviye yönelik bir gözün çesitli parçalari üzerinde cerrahi operasyonlari gerçeklestirmek üzere kullanilabilir. Daha yüksek verimlilik ile bu tür prosedürleri gerçeklestirmeye yönelik teknikler istenen faydalari saglayabilir. çikarilabilen küplere kesmek üzere uyarlanan bir lazer oftalmik sistemi açiklar. Bir kesim izgarasi, Iensi parçalamak üzere olusturulabilir.

Alternatif olarak lens materyali optik özellikleri, kabuk biçimli kesikler akabinde herhangi bir lens materyali çikarilmaksizin Iensin lokal egriligi olusturularak modifiye edilebilir.

Kisa açiklama Bir gözün lens dokusunu parçalamaya yönelik bir lazer cerrahi sistemi saglanir, sistem: bir darbeli lazer isini üretmek üzere uyarlanan bir darbeli Iazeri; lens dokusundaki bir hedef bölgeye dogru lazer isinini odaklamak ve yönlendirmek üzere uyarlanan bir veya daha fazla lens ve reflektörü içeren bir optik modülünü; ve görüntü verilerini yakalamak üzere lens dokusundaki hedef bölgeden yansitilan veya yayilan isik veya sesi toplamak üzere uyarlanan bir görüntüleme cihazini içerir. Sistem ayrica, darbeli lazeri kontrol etmek üzere bir lazer kontrol sinyalini üretmek üzere ve isin kontrol sinyaline karsilik olarak odaklanmayi ve lazer isin yönünü ayarlamak üzere optik modülü kontrol etmek için bir isin kontrol sinyalini üretmek üzere uyarlanan bir kontrol modülünü içerir.

Kontrol modülü, uygulanan lazer darbelerinin yerlestirilmesini belirlemek üzere yakalanan görüntü verisini islemek üzere; ve fotobozunumlu kabarciklarin kavisli katmanlarinin, gözün lens dokusundaki hedef bölgede dogal bir egrilige yer saglamak üzere olusturulacagi sekilde hücre sinirlarini üretmek için lazer indüklü fotobozunumlu kabarciklarin katmanlari olusturularak lens içinde konumlandirilan hedef bölgenin bir hacminde hücrelerin düzenli bir dizilimini olusturmak üzere darbeli lazeri taramak için optik modülünü kontrol etmek üzere uyarlanir, bu sekilde hücrelerin yüzeyleri ve sinirlari boyunca doku, aspirasyon vasitasiyla çikarmaya yönelik parçalanan dokunun granüllerine ayrilir.

Bazi uygulamalarda hücreleri olusturma, bir geri yönden bir ileri yöne dogru ilerleyen bir hücre dizilimini olusturmak üzere lazer isininin taranmasini veya bir ileri yönden bir geri yöne dogru ilerleyen bir hücre dizilimini olusturmak üzere lazer isininin taranmasini içerir.

Bazi uygulamalarda lazer darbelerinin isinini yönlendirme: 0.01 pikosaniye ile 50 pikosaniye arasinda bir darbe süreci, 10 kiloHertz ile 100 megaHertz arasinda bir tekrar orani, 1 mikroJul ile 25 mikroJul arasinda bir darbe enerjisi ve 0.1 mikron ile 50 mikron arasinda bir darbe hedef ayrimindan en az biri olan bir lazer parametresi ile lazer darbelerinin uygulanmasini içerir.

Bazi uygulamalarda lazer darbelerinin isininin yönlendirilmesi, dokunun hedef bölgesinin yapisal özelliklerinin ameliyat öncesi ölçümü veya bir yasa bagli algoritmaya bagli olarak bir lazer parametresi ile lazer darbelerinin uygulanmasini içerir.

Bazi uygulamalarda yöntem ayrica, ilave bir prosedüre yönelik bir açikligi olusturmak üzere dokunun hedef bölgesi disindaki bir veya daha fazla konuma ilave lazer darbelerin uygulanmasini içerir. megahertz arasinda bir tekrar orani, 1 mikroJul ile 25 mikroJul arasinda bir darbe enerjisi ve 0.1 mikron ile 50 mikron arasinda bir darbe hedef ayrimindan en az biri olan lazer parametresi ile lazer darbelerini üretmek üzere olusturulan lazer kontrol modülü Bulus, istemlerde tanimlanir, diger düzenlemeler sadece örnek niteligindedir.

Sekillerin kisa açiklamasi SEKILLER 1a-c, bir hacimsel göz bozulma prosedürünü gösterir.

SEKIL 2, bir aspirasyon adimini gösterir.

SEKIL 3, bir oftalmik cerrahi sistemi gösterir.

SEKILLER 4a-b, düzenli bir hücre dizilimini gösterir.

SEKILLER 5a-d, bir hücre diziliminin bir katman katman olusumunu gösterir.

SEKILLER 6a-b, bir hücre hücre bazinda bir hücre diziliminin bir olusumunu gösterir.

SEKILLER 7a-c, küresel ve çokyüzlü hücre yapilarini gösterir.

Detayli Açiklama Bu basvuru, lazer darbelerden kaynaklanan fotobozunum vasitasiyla kristalin lens üzerinde lazer cerrahisine yönelik tekniklerin ve sistemlerin örneklerini ve uygulamalarini açiklar. Kristalin Iensin çikarilmasina yönelik çesitli lens cerrahi prosedürler, küçük kesikler araciligiyla gözden çikarilabilen küçük parçalara Iensi ayirmak üzere çesitli teknikleri kullanir. Bu prosedürler, manüel mekanik aletler, ultrason, isitilmis sivilar veya Iazerleri kullanabilir ve parçalanmayi saglamak amaciyla problar ile göze girmek üzere ihtiyaç ve bu tür lens parçalama teknikleri ile iliskilendirilen sinirli hassasiyet dahil olmak üzere önemli ölçüde dezavantajlara sahip olmaya egilimli olabilir. Fotobozucu lazer teknolojisi, bir probun insersiyonu olmaksizin gelismis kontrol ve verimlilik ile lens çikarmaya yönelik potansiyel sunabilir. Lazer indüklü fotobozunum, lazer oftalmik cerrahide yaygin olarak kullanilmistir. Özellikle Nd: YAG Iazerleri, lazer indüklü fotobozunum vasitasiyla lens parçalama dahil olmak üzere lazer kaynaklari olarak siklikla kullanilmistir.

Bir lazer indüklü lens parçalama prosesinde lazer darbeleri, kavitasyon kabarciklarinin formunda gazi üretmek ve lens doku seffafligini azaltmak üzere lens dokusu ile etkilesime girer. Lazer darbelerinin, lens içine dizisel olarak dagitilmasi nedeniyle ilk lazer darbelerinden kaynaklanan kavitasyon kabarciklari ve azaltilmis lens doku seffafligi, akabinde lazer darbelerinin optik yolunu gizleyebilir ve dolayisiyla sonraki lazer darbelerini bloke ederek, azaltarak veya saçarak lens içindeki ilave hedef pozisyonlara yönlendirilen sonraki lazer darbelerinin dagitimini engelleyebilir. Bu etki, sonraki lazer darbelerinin fiili optik güç düzeyini azaltabilir ve dolayisiyla lens içinde daha derin konumlarda parçalanmasi olumsuz sekilde etkileyebilir. Bazi bilinen lazer indüklü lens parçalama prosesleri, bu teknik konulari gidermek üzere etkili çözümler saglamaz.

Fotobozunum sirasinda üretilen gazin yayilmasi üzerinde Iensin farkli bölgesel özelliklerinin ve lazer darbe parametrelerinin etkisine bagli olarak, bu basvuruda açiklanan teknikler, aparatlar ve sistemler, fotobozunum prosesi sirasinda gözde lazer indüklü hava kabarciklarindan kaynaklanan azaltilmis engelleme ile fotobozucu lazer darbeleri kullanilarak Iensin bir kismini veya tamamini çikarmak üzere kristalin lensi etkili bir sekilde parçalamak üzere kullanilabilir. Mevcut yöntemler ve aparatlar, fotobozunum sirasinda üretilen gazdan minimuma indirilen engelleme ile dagitilmis bir fotobozucu lazer kullanilarak kristalin Iensin tamaminin veya önemli parçalarinin parçalanmasina olanak saglar. Azaltilmis gaz üretimine ek olarak yöntem, gözü tedavi etmek üzere önemli ölçüde daha az toplam lazer enerjisinin kullanimina olanak saglar ve lazer tarafindan üretilen isi gibi olasi istenmeyen etkileri azaltir ve tüm prosedür süresini azaltir. Kristalin Iensin bir kisminin veya tamaminin çikarilmasi, azaltilan veya gerek duyulmayan diger lens parçalanmasi veya modifikasyon usulleri ile aspirasyon vasitasiyla saglanabilir.

Kristalin lens, bir seffaf optik yolun korunmasi ve dinamik odaklanma kabiliyeti dahil olmak üzere göz içinde birçok optik isleve sahiptir. Lens, gebelik sirasinda, dogumdan sonra ve yasam boyunca boyut bakimindan büyümeye devam etmesi bakimindan insan vücudunda özgün bir dokudur. Yeni lens fiber hücrelerin, Iensin ekvatoral çevresi üzerinde konumlandirilan bir jerminal merkezinden eklenmesi nedeniyle en eski lens fiberleri, lens içinde merkezi olarak konumlandirilir. Lens nükleuslari olarak adlandirilan bu bölge ayrica, embriyonal, fetal ve yetiskin çekirdeksel bölgelere tekrar bölünmüstür.

Lens çap bakimindan artarken bu ayrica, nükleuslarin özelliklerinin, koiteksten farkli olacagi sekilde kompaksiyona ugrayabilir (Freel et al BMC Ophthalmology 2003, 321).

Ek olarak lens fiber hücrelerin, sitoplazmik elementlerin artan kaybina ugramasi nedeniyle ve Iensin iç bölgesini takviye edilecek hiçbir kan takviyesi veya Ienfatiklerin olmamasi nedeniyle, Iensin islevini gören optik berrakligi ve diger özellikleri (örnegin lens esnekligi) korumak artan sekilde daha zor hale gelir. Özellikle önemli olan, ekvatoral çap bakimindan yaklasik olarak 6.8 mm ve eksenel çap bakimindan yaklasik olarak 2-3.5 mm iç kismi kaplayan Iensin merkez çekirdegidir. Bu bölgenin, metabolik olarak aktif korteks ve dis nükleusa ve bundan azaltilmis geçirgenlige sahip oldugu korelasyon, hastalarda ayni bölgede en yaygin katarakt türünde tanimlanan artan seffaflik kaybinin yani sira Iensin çevresinden merkez kismina dogru gradyan bir sekilde yas ile meydana gelen lens sertligindeki artislardir (Heys et al Molecular Vision bakimindan artan presbiyopi ve kataraktin gelisimidir.

Farkli tasima, optik ve biyomekanik özellikler ile bir merkez bölgenin yukaridaki tanimlamasi, çesitli lazer bazli lens parçalama teknikleri tarafindan önemli bir sinirlamanin, lens ile etkilesime girmede sonraki lazer darbelerin etkililigini azaltabilen fotobozunum sirasinda meydana gelebilen gaz kabarciklarinin kontrolsüz yayilmasi nedeniyle fotobozunum ile parçalama tekniklerine yönelik önemli sonuçlara sahiptir.

Farkli konumlarda lens gövdesinin katmanli yapisi, kavitasyon kabarcik gazinin yayilmasina karsi farklilik gösteren direnç sergiler. Ek olarak daha yumusak çevresel katmanlar, aspirasyon ve çikarmadan önce fotobozunuma ve/veya önemli ölçüde parçalamaya gerek duyulmayacak kadar yumusak olabilir. Bu daha yumusak, daha az dirençli çevresel katmanlar bunun ile birlikte, fotobozunum yoluyla üretilen gazin yayilmasina ve daha sert merkez çekirdegi parçalamak üzere yönlendirilen sonraki lazer darbelerini bloke etmesine olanak saglar. Kavitasyon kabarcik gazinin yayilmasina karsi asagi yukari dirençli olan bir Iensin bölgelerinin kesin belirlenmesi, hastanin yasi dahil olmak üzere her bir hastanin bireysel özelliklerine baglidir. Gazin yayilmasi ayrica, belirli lazer parametreleri ve hedefe uygulanan tedavi modeli tarafindan etkilenebilir.

Lens dokusu, esas olarak tek biçimli bir sekilde tedavi edilebilir. SEKILLER 1a-c, bir fotobozucu lazer sisteminin. lens materyalinin aspirasyonuna ve çikarilmasina olanak saglamak üzere tedavi edilecek cerrahi bir bölge, örnegin göz Iensi içine temelde tek biçimli sekilde lazer darbelerini yerlestirmek üzere isletildigi bir örnegi gösterir. Lazer ile hacmi doldurmak üzere bir yol, bir kabarcik katmanini olusturmak üzere ve SEKIL 1c,de gösterildigi üzere çok sayida katman ile tüm hacmi doldurmak üzere bir tarayici ile lazer darbelerini yönlendirmektir.

SEKIL 2, lazer tedavisinden sonran bir aspirasyon cihazinin bozunmus lens materyalini çikarmak üzere kullanilabildigini gösterir.

Bu tür prosedürlerde, süreçleri gibi lazer darbe nitelikleri, 0.01 pikosaniye (ps) ila 50 pikosaniye arasinda degisebilir. Lazer darbe enerjisi, katman, hat ve nokta ayrilmasi, gaz yayilmasi, lazer maruziyeti ve prosedür süresinin etkilerini minimuma indirirken dokunun ayrilmasinin en yüksek etkililigini saglamak üzere optimize edilebilir.

Lazer darbe niteliklerinden belirleyici bir etken, kontrolsüz bir gaz yayilmasinin tetiklenmesini önlemek veya minimuma indirmek üzere ihtiyaçtir. Lenslerin kosullari ve özelliklerinin, hastadan hastaya degisiklik gösterebilmesi nedeniyle bunu saglayacak esik lazer darbe parametreleri ayni zamanda degisiklik gösterebilir. Bazi uygulamalarda, darbe basina lazer enerjisi, 1 mikro Jul (uJ) ila 25 uJ arasinda degisebilir ve alanda bitisik iki baslangiç darbesi arasinda mekansal darbe ayrilmasi, 0.1 mikron ila 50 mikron araliginda bulunabilir. Lazer darbe süresi, 0.01 pikosaniye ila 50 pikosaniye arasinda ve lazer tekrar orani 10 kHz ila 100 MHz arasinda degisebilir.

Lazer darbelerinin ve tarama modelinin parametreleri, çesitli yöntemler yoluyla belirlenebilir. Örnegin bunlar, lens optik veya yapisal özelliklerinin ameliyat öncesi bir ölçümüne bagli olabilir. Lazer enerjisi ve nokta ayrilmasi ayrica, lens optik veya yapisal özelliklerinin ameliyat öncesi bir ölçümü ve bir yasa bagli algoritmanin kullanimina bagli olarak seçilebilir. Darbeli lazer, hedef lens bölgesini parçalamak üzere Iensin bir hedef lens bölgesine lazer darbelerinin bir dizisini yönlendirmek üzere isletilir. Lazer darbeleri ayrica, lens içinde bir açiklik veya kesik olusturmak üzere hedef lens bölgesinden farkli lensin bir veya daha fazla bölgesine, örnegin çevresel konumlarina ve/veya lens kapsülüne yönlendirilebilir. Istenen parçalamanin ve kesigin saglanmasindan sonra lazer darbeleri sonlandirilabilir ve parçalanan hedef lens bölgesi ve Iensin seçilen herhangi bir kismi, aspirasyon yoluyla lens gövdesinden çikarilir.

Asagidaki kisimlar, tedavi edilen hacim içinde lazer darbelerinin yukarida açiklanan tek biçimli hacimsel dagitimindan farklilik gösteren önceden belirlenen boyut, sekil ve mekansal dagitimin hücrelerinin yüzeylerine ve sinirlarina lazer darbeleri uygulamaya yönelik teknikleri ve lazer sistemlerini açiklar. Bu tür bir lazer tedavisinden sonra lens dokusu, hücrelerin yüzeyleri ve sinirlari boyunca akabinde ayrilabilir. Hücrelerin veya granüllerin boyutunun, örnegin bir aspirasyon cihazi kullanilarak kolayca çikarilabilecekleri kadar küçük oldugu belirlenebilir. Tipik bir aspirasyon cihazi, bir emme pompasina takilan bir ignedir. Örnegin 23 ölçülük bir igne, 0.34 mm'lik bir iç çapa sahiptir. Aspirasyon ignesinin iç çapindan daha küçük hücreler, tikanma olmaksizin igne içinden geçebilir.

SEKIL 3, bu tür tek biçimli olmayan bir lazer dagitim prosesini gerçeklestirmeye yönelik bir lazer cerrahi sistemini gösterir. Bir optik modülü (310), lazer isinini bir hedef Iense (301) odaklanabilir ve yönlendirebilir. Optik modülü (310), bir veya daha fazla Iensi içerebilir ve ayrica bir veya daha fazla reflektörü içerebilir. Bir kontrol aktüatörü, bir isin kontrol sinyaline karsilik olarak odaklanmayi ve isin yönünü ayarlamak üzere optik modülü (310) içine dahil edilebilir. Bir sistem kontrol modülü (320), bir lazer kontrol sinyali vasitasiyla bir darbeli lazeri (302) ve isin kontrol sinyali vasitasiyla optik modülünü (310) kontrol edebilir. Bir görüntüleme cihazi (330), hedef lens (301) vasitasiyla görüntü verisini yakalamak üzere hedef Iensten (301) yansitilan veya yayilan isigi veya sesi toplayabilir. Yakalanan görüntü verisi akabinde, uygulanan lazer darbelerinin yerlestirilmesini belirlemek üzere lazer sistem kontrol modülü (320) tarafindan islenebilir. Bu kontrol, lazer isininin, her bir hedef pozisyonda uygun sekilde yönlendirilmesini saglamak üzere cerrahi proses sirasinda bir dinamik hiza prosesi olabilir. Görüntüleme cihazi ( cihazi dahil olmak üzere çesitli formlarda uygulanabilir. Diger uygulamalarda bir ultrason görüntüleme cihazi ayrica kullanilabilir.

Sistem kontrol modülü (320), hedef bölgede fotobozunum yan ürünlerine yönelik pozisyon ofset bilgilerini içeren görüntüleme cihazindan (330) görüntü verilerini isleyebilir. Görüntü verilerinden elde edilen ofset bilgilerine bagli olarak isin kontrol sinyali, karsilik olarak lazer isinini ayarlayabilen optik modülünü (310) kontrol etmek üzere üretilebilir. Bir dijital isleme birimi, lazer hizalama ve lazer cerrahisine yönelik çesitli veri isleme islevlerini gerçeklestirmek üzere sistem kontrol modülü (320) içine dahil edilebilir. Dijital isleme birimi. baslangiç lazer darbelerinin ve ilave lazer darbelerinin lazer parametreleri, baslangiç lazer darbelerine yönelik geriden ileri yöne dogru lazer isin tarama yönünü ve ilave lazer darbelerinin lazer hareketlerini kontrol etmek üzere programlanabilir.

Bir uygulamada darbeli lazer (302), darbe basina oldukça düsük enerji ile saniyede binlerce çekimden olusan veya daha yüksek bir darbe tekrar oraninda yüksek bir tekrar oranli darbeli lazer olabilir. Bu tür bir lazer, lazer indüklü fotobozunumdan kaynaklanan doku etkisini lokalize etmek üzere darbe basina oldukça düsük enerji kullanacak sekilde isletilebilir. Bu doku etkisinin bir formu, kavitasyon kabarciklarinin olusumudur.

Bazi uygulamalarda etkilenen doku bölgesi, mikronlar veya onlarca mikron düzeyinde bir boyuta sahip olabilir. Bu lokalize doku etkisi, lazer cerrahisinin hassasiyetini gelistirebilir ve belirli oftalmik cerrahi prosedürlerde istenebilir. Bu tür cerrahinin bir örneginde, mikronlar veya onlarca mikron tarafindan ayrilabilen yüzlerce, binlerce veya milyonlarca bitisik veya yakin bitisik darbelerin yerlestirilmesi, belirli istenen cerrahi etki yerlestirmesini saglamak üzere kullanilabilir. Yüksek tekrar oranli darbeli Iazerleri kullanan bu tür prosedürler, bir hedef konuma göre mutlak pozisyonlari ve önce gelen darbelere göre nispi pozisyonlari göz önünde bulundurarak ameliyat sirasinda hedef bölgede her bir darbeyi pozisyonlandirmada yüksek hassasiyet gerektirebilir. Örnegin bazi durumlarda sonraki lazer darbelerinin, darbeler arasindaki süre (tekrar orani), mikrosaniye düzeyinde olabildiginde birkaç mikronluk bir dogruluk ile birbirine yakin dagitilmasi gerekebilir.

SEKILLER 4a-b, lazer noktalarinin (veya kabarciklar), granülleri olusturmak üzere üretildigi sirada bir oftalmik cerrahi prosedürünün bir uygulamasini gösterir, granüllerin kendisi bir granül dizilimini olusturur. Lazer noktalari, SEKIL 4b'de gösterildigi üzere granüllerin düzenli mekansal bir modelini olusturmak üzere üretilebilir. Düzenli olarak aralanan granüller, bir hedef bölgeyi ayirmak üzere sinirli bir miktarda lazer enerjisini gerektirmeleri nedeniyle lazer darbelerini iyi kullanir. Buna ragmen diger uygulamalarda granüller, düzensiz veya rastgele bir dizilimi olusturabilir.

Hücreler, birbirine yakin istiflenebilir. Bir hücrenin yan duvarini olusturma, ayni zamanda prosesi verimli yaparak komsu hücrenin yan kismini es zamanli olarak olusturabilir. Ayri hücrelerin tasarimi ve hücre modeli, tedavi edilecek dokunun fiziksel özelliklerine bagli olarak seçilebilir. Lens kütlesi, uzun fiber hücrelerin konsantrik katmanlarindan olusur. Katmanlar ve ayri fiberlere paralel ve dikey dokunun klevaji farklidir. Bu nedenle bazi uygulamalarda daha yüksek bir nokta yogunlugu ve/veya lazer darbe enerjisi, katmanlar ve fiberlere dikey olan hücre sinirlarini olusturmak üzere kullanilabilir.

Belirli mekansal bir modelin olusturulmasi sirasinda farkli uygulamalar, farkli tarama yollarini kullanabilir. Düzenli bir model, bir kez veya granüI-granül yapilabilir. Hangi yöntemin kullanilacagi, belirli Iazertarayicisina bagli olabilir ve daha yüksek hassasiyet ve daha kisa prosedür süresi saglamak üzere optimizasyon konusudur.

Belirli bir uygulamada granüller veya hücreler küpler olabilir. Kristal hücre yapilarina bir benzerlik ile hücrelerin bu modeli, bir Basit Kübik (SC) kristal olarak açiklanabilir. Bu küplerin katmanlari es zamanli olarak olusturulabilir akabinde sonraki katmanlarda prosedür tekrar edilir.

SEKILLER 5a-d, bazi uygulamalarda ilk olarak bir kabarcik katmaninin, SEKIL 5a'da gösterildigi üzere SC kristalinin taban katmanini olusturmak üzere lazer darbeleri ile olusturulabildigini gösterir. Bazi uygulamalarda bu taban katman, lensin veya gözün bir optik eksenine esas olarak transvers veya dikey olabilir. Bilindigi üzere bir optik eksen, bir miktar farkli sonuç ile birkaç farkli yoldan tanimlanabilir. Asagida “optik eksen” terimi, bu prosedürlerden herhangi biri ile tanimlanan bir eksene veya farkli sekilde tanimlanan eksenler arasinda bulunan bir yön olarak tanimlanan bir uyusma eksenine refere edecektir.

SEKIL 5b, taban katmanin olusturulmasindan sonra hücre duvarlarinin düzenli bir diziliminin olusturulabildigini gösterir. Bu duvarlar, önceden belirlenen bir hücre yüksekligi ile olusturulan optik eksene esas olarak paralel olabilir.

SEKILLER 5b ve 50, tarayicinin ilk olarak bir yönde (SEKIL 5b) akabinde bir ortogonal yönde (SEKIL 5c) tarama örüntüsünü olusturabildigi veya taranabildigini gösterir.

SEKIL 5d, hücrelerin bir katmaninin, hücrelerin üst kismini olusturmak üzere bir kabarcik katmani yerlestirilerek tamamlanabildigini gösterir. Bu “üst” kabarcik katmani akabinde, hücrelerin sonraki katmanina yönelik taban kabarcik katmanini olusturabilir.

Hedef hacim, adimlar 5a-d tekrar edilerek granüller/hücrenin düzenli bir dizilimi ile doldurulabilir.

Bazi uygulamalarda pürüzsüz bir sinir katmani, kismen cerrahi hedef bölgede veya tamaminda hücrelerin düzenli dizimi etrafinda olusturulabilir. Bu tür bir sinir katmani, hücre diziliminin köselerinin pürüzlülügü olmaksizin düzgün bir yüzeyi saglayabilir.

Katmanlarin kendileri, lens hedef bölgenin kendisinin dogal egriligine yer saglamak üzere kavislidir. Bu tür yapilar tamamen düzenli olmayabilir. Bunlar. deformasyonlar veya kafes kusurlari içerebilir. Bu kusurlar, kasitli olarak olusturulabilir veya hücre diziliminin olusturulmasi sirasinda meydana gelebilir.

SEKILLER 6a-b, bir katmanin tüm hücrelerinin, tek bir hücrenin tüm duvarlarini olusturmak üzere ve sadece önceki hücrenin tamamlanmasindan sonra sonraki hücreyi olusturmaya baslamak üzere tarayicinin kontrol edilmesi yoluyla birbiri ardina ayri olarak olusturulabildigi alternatif bir uygulamayi gösterir.

SEKIL 6a, hücrelerin siralarini, ilk olarak hücrelerin bir katmanini yapmak üzere olusturulabildigini gösterir.

SEKIL 6b, sonraki katmanlarin, bir cerrahi hedef hacmi doldurmak üzere halihazirda olusturulan katmanlarin üst kismi üzerinde olusturulabildigini gösterir.

Hücreleri ayri olarak olusturan uygulamalar asagidaki özelliklere sahip olabilir.

Ilk olarak SEKILLER 7a-c, hücrelerin seklinin küpler benzeri en basit sekillerden farkli olabildigini gösterir. Örnegin hücre dizilimi, bir Basit Altigen (SH) kafesi olusturmak üzere bir altigen zemine sahip olabilir. Veya bir hedef hacim, tamamlayici küçük interstisyel bölgeler tarafindan ayrilmis küreler (SEKIL 7a) gibi farkli bir türden hücrelere ayrilabilir. Küresel hücre sekilleri, aspirasyon ignesi içinde tikanmanin meydana gelmesini minimuma indirebilir. Küresel hücreler tarafindan olusturulan kafesin türü, interstisyel bölgelerin hacmine kürelerin hacminin oranini optimize etmek üzere seçilebilir. Bu kafes türleri, ”siki istifli" kristal yapilar olarak bilinir. Yüz Merkezli Kübik (FCC) ve Altigen En Siki Istifleme (HCP) bu tür iki yapidir.

Bazi uygulamalarda hücreler, çokyüzlü sekiller gibi kürelere benzeyen sekillere sahip olabilir. Bu uygulamalarda çokyüzlü hücreler, kürelerin kafesine analog sekilde siki istiflenen yapilari olusturabilir.

SEKIL 7b, bir küreye benzeyen çokyüzlü bir örnek olan bir Kesik Eskenar Dörtgensel Onikiyüzlüyü gösterir.

SEKIL 7, kesik eskenar dörtgensel onikiyüzlülerin, bir katmani olusturmak ve katmanlarin bir istifi ile bir hedef hacmi doldurmak üzere siki istiflenebildigini gösterir.

Aspirasyon ignesi içinden geçerken bu çokyüzlüler, küplerden daha kolay bir sekilde haddelenebilir ve tikanma olasiligi daha küçüktür.

Ikinci olarak lazer tarayici modeli, tüm modelin tamamlanmasini hizlandirmak üzere optimize edilebilir. 100 ila 200 mikrometrelik boyutlar ile ayri hücreleri olusturma, küçük tarayici yer degistirmesini gerektirir ve daha yüksek tarayici hizinda gerçeklestirilebilir.

Tarayicinin daha büyük ölçekli hareketleri daha yavas olabilir. Tarayicinin tasarimi, en kisa tüm prosedür süresini saglamaya yönelik etkili bir sekilde optimize edilebilir. Farkli iki tarayici türünün bir kombinasyonu uygulanarak hizli küçük bir yerdegisim tarayicisi ve bir küçük ancak daha büyük yerdegisim tarayicisi ayrica sistem performansini optimize edebilir. Hücreleri ayri olarak yapma ayrica, modüler yazilim tasarim uygulamalari ile tutarlidir. Bir tam hacimsel model, yapi bloklari; hücreler, siralar ve hücre katmanlari ve son olarak tam modelden olusturulabilir. Bir analog yaklasim, ayni zamanda tarayici sürücülerine yönelik bir yazilim kodunu yapilandirmada etkili olabilir.

Yukarida açiklanan veya diger modeller, Iensin arka kismindan ön kismina dogru veya ön kismindan arka kismina dogru ilerletilerek olusturulabilir. Önceki, hedef dokuda önceden olusturulan kabarciklar tarafindan lazer isininin engellenmesini önlemek üzere avantajli olabilir. Sonraki, bir katarakt lens içinde mevcut oldugunda ve katarakt içinden lazer isiginin nüfuzu halihazirda tehlikeli oldugunda tercih edilebilir. Bu durumda Iensin ön kisminin parçalanmasi, akabinde tedavi edilen kismin aspirasyonu ve ardisik lazer tedavisi ve tam hacim parçalanana kadar Iensin daha derinde yatan parçalarinin aspirasyonu gerekli olabilir.

Bir granüller veya hücresel formda hedef dokuyu parçalayan uygulamalarin ilave 1) Göz içinde olusturulan gaz kabarciklarinin miktarinin azaltimi ve dolayisiyla dokunun indüklü opakliginin azaltimi. Benzer bir derecede doku bozunumunun, bir granüller/hücresel prosedürde önemli ölçüde daha küçük sayida kabarcik tarafindan saglanabilmesi nedeniyle bu açi, önemli bir dereceye kadar lazer tedavisinin etkililigini arttirabilir.

Prosedürün hizini arttiran dokuya uygulanan darbelerin sayisinin azaltimi. Süre, yaklasik iki dakika sonra hastalarin bazen, artan, kontrol etmesi zor bir göz hareketi gelistirmesi nedeniyle göz ameliyati sirasinda degerlidir. Bu durum, cerrahi prosedürün birakilmasini gerektirebilir. Bu nedenle, cerrahi bir prosedürde yeni bir özelligin, iki dakika üzerinde ila iki dakika altinda olan bir ameliyat süresini azaltabilmesi halinde bu özellik, cerrahi prosedürün faydasini niteliksel olarak arttirabilir.

Lazer isigina gözün maruziyeti ile ilgili olasi istenmeyen yan etkileri azaltan, dokuya uygulanmis gereken toplam enerjinin azaltimi. Çogu prosedürde lazer isiginin önemli bir kismi, cerrahi bölge içinden geçer ve retinaya dogru devam eder.

Retinanin kendisi, fazlasiyla isiga karsi duyarli bir dokudur, bu iletilen cerrahi lazer isigi, istenmeyen veya kabul edilemez bir dereceye kadar retinaya hasar verebilir.

Dolayisiyla iletilen lazer isiginin azaltimi, avantajli bir özellik olabilir.

Farkli uygulamalari niteliksel olarak degerlendirmek üzere bir karsilastirma, belirli bir hacmi tedavi etmeye yönelik gereken lazer enerji miktari için ve hacimsel ve hücresel parçalama prosedürlerine yönelik gereken lazer darbe sayisi için saglanir. a 1 2 7% ~ 3 2 3 n _ '5 8 _ a 5 g 3 E «2 2 a 5 E 2 s a > 3 = a _° E 3 - ID 5 g; E 5 #-0 > 3 3 3 3 4& ° 3 3 2 O. 0 13 E `O _g 3, g 3; 2 3' 3 g 2 "g g g .K Tablo 1, bir hacimsel yöntem gerçeklestirilerek ve hücrelerin bir Basit Kübik kafesi olusturularak doku yikimi ile karsilastirilan bazi karsilastirma sonuçlarini gösterir. Tipik olarak ayri bir gaz kabarciginin hacmi, kabarcigi olusturan femtosaniye lazer darbesinin enerjisine yaklasik olarak orantilidir. Bu orantililik, plazma üretme esigine oldukça yakin olmayan enerjileri tutar. Ayrica ayri darbeler, gaz kabarciklarinin birbirine dokunacagi sekilde yönlendirilir. Hacimsel yöntemde bu, birbirine yaklasik olarak esit olan nokta, hat ve katman ayrilmasi anlamina gelir. tümü kabarciklarin çapi tarafindan ayarlanir. Hücresel uygulamada bu, küreler birbirine dokundurularak olusturulan hücre sinirlari anlamina gelir. Uygulamada bazi örtüsmelerin, hacimsel ve hücre-dizilim yöntemlerine yönelik gerekli olabildigi belirtilir.

Tablo 1, 2 mikron ila 20 mikron arasinda nokta ayrilmasi ve 50 mikron ila 300 mikron arasinda hücre boyutu degistirilerek karsilastirma sonuçlarini rapor eder. Prosedürün hizi, gerek duyulan belirli bir toplam hacim ve toplam enerjiye yönelik gereken darbelerin sayisi ile karakterize edilmistir.

Hacimsel yikimin bazi uygulamalarinda, hedef bölgede dokuyu yikmak üzere gerek duyulan toplam enerji yaklasik olarak, kabarciklarin boyutundan bagimsiz olabilir. Bu enerji, hedef hacmin kübik milimetresi basina 1 Jul olan dereceye sahiptir. Bu iliski, içinde ayri bir kabarcik hacminin, lazer darbe enerjisine orantili oldugu enerji araliginda en dogru sekilde tutar.

Hücrelerin bir kafesini olusturan uygulamalara yönelik olarak hiz ve karsilik gelen enerji, ayri kabarciklarin boyutuna ve hücrenin boyutuna baglidir. Hiz, artan hücre boyutlari ve azalan kabarcik boyutlari ile artar. Bu durum, boyutlarinin bir islevi olarak hücrelerin hacim ila yüzey oranindaki degisikligin sonucudur. Bu karsilastirma, 340 mikrometrelik iç çapa sahip olan bir 23 ölçülük bir ignenin kullanilmasina baglidir.

Tüpün uzunluguna dikey gövde kösegeni ile en az tercih edilen oryantasyonda tüpe girebilen en büyük boyutlu küp, yaklasik 196 mikrometredir. Fiili uygulamalar, 150 mikron gibi daha küçük tane boyutunu kullanabilir.

Tablo 1 gösterdigi üzere, hücre kafeslerini olusturmaya bagli yöntemler, kabarciklarin boyutu degistirildikçe hacimsel yöntemin hizinda 2.9 ila 25.3'Iük bir katsayi ile hizin bir artisini sergileyebilir. 10 mikronluk tipik bir kabarcik boyutuna yönelik olarak hiz artisi yaklasik 5.4 kat olabilir. Hiz orani, azalan kabarcik boyutu ile artar. Prosedür süresindeki gelisme yaklasik olarak, 5 mikronluk kabarcik boyutuna yönelik 10 ve 2 mikronluk kabarcik boyutlarina yönelik 25 olan bir faktördür. Bunlar, hacimsel yöntemde oldukça önemli gelismelerdir.

Yukarida bahsedildigi üzere gereken toplam lazer enerjisi, sabit bir boyuttaki kabarciklara yönelik kabarcik sayisina orantili olan üretilmis gazin toplam hacmine orantilidir. Bu nedenle, ayni ortalama lazer gücünü kullanan ve benzer sekilde boyutlandirilan kabarciklari olusturan yöntemler arasinda prosedür süresi, olusturulan kabarciklarin sayisina yaklasik olarak orantilidir. Dolayisiyla hacimsel yöntemler üzerinde hücre dizilim yöntemlerinin hiz gelisimi, Tablo 1'de gösterildigi üzere darbelerin toplam sayisinin oranina (R) orantilidir. Farkli bir kabarcik boyutu ile uygulamalar genel olarak, farkli lazer ortalama gücü, tekrar orani ve tarayici hiz ayarlamasini gerektirir. Buna ragmen granüller/hücresel parçalanmanin, ayni kabarcik boyutu ile hacimsel parçalanmaya kiyasla gereken toplam enerjiyi ve süreyi azalttigi, tüm kabarcik boyutlari ile uygulamalara yönelik dogru kalir. Dolayisiyla Volume __ of __ ga: * produccd _ m _ granular _ fragmenrution Ayrica, 1? _ Pr out-!u re _ lime _ of _ ic-i'.i.'iicrri'c _ fmgmenration Pt 0: e'diire _ Kime_ 0/ _ gruniilar _ frag/::enturion Hücre boyutu, kabarcik boyutundan önemli ölçüde daha büyük oldugunda R, hücrenin Hacim/Yüzey oranina yaklasik olarak orantili olabilir. Üretilen gaz hacminin, kabarcik boyutu ile çarpilan hücre sinirlari alaninin ürününe yaklasik olarak orantili olmasi nedeniyle R, bir kabarcik boyutuna karsi bir hücre boyutunun oranina yaklasik olarak orantilidir. o: C el! _ size Bubble _ size ' En küçük kabarcik boyutu ile granüller parçalama, hedef dokuda en küçük miktarda gazi üretir ve en küçük miktarda toplam lazer enerjisini kullanir. Bazi uygulamalarda, bir kabarcik boyutunun ne kadar küçük kullanilmasi gerektigine dair uygulanabilir bir sinir olabilir. Bazi uygulamalarda kabarciklar siki sekilde istiflenir ve karsilik gelen nokta ayrilmasi ve hat ayrilmasi, bir hücre sinirinin yüzeyi olusturulurken kabarcik boyutuna neredeyse esittir. Lazer parametreleri, ortalama güç, darbe enerjisi ve tekrar oraninin, istenen kabarcik boyutunu, nokta ve hat ayrilmalarini saglamak üzere yeteri kadar genis bir aralikta seçilebilmesine ragmen tarama sistemi, belirli bir modeli üretmek üzere hizi ve hizlanmasi ile sinirlanabilir. Dönme noktalarinda tarayicinin hizlanmasini kontrol altinda tutmak üzere bazi uygulamalarda kabarcik yerlestirmesinin lineer ilerleme hizi, bir sinirlama degerinden (vu-m) daha küçük tutulabilir.

Belirli granüller bir modele yönelik hücre sinirlarinin toplam alani (A) ve Tablo 1'de gösterildigi üzere toplam hacim basina darbelerin toplam sayisi (N), belirli kabarcik boyutuna yönelik olarak verilir. Örnegin siki istifli bir bölgeye yönelik A = N * bubble_size2.

Kabarcik yerlestirmesinin toplam lineer yolu, toplam prosedür süresi olarak 5 = v * T, ayrica kabarcik yerlestirme sürelerinin ilermeme hizi olan N * bubble _size'ye esit olabilir. Bu nedenle bazi yaklasimlarda ürün v * T * bubble_si'ze, yaklasik olarak sabit olabilir. Üretilen gazin toplam miktarini ve bir granüller modele yönelik olarak kullanilan lazer enerjisinin toplam miktarini minimuma indirmek amaciyla bazi yaklasimlar, en büyük kabul edilebilir degerleri (viim ve Tmaks) için lineer ilerleme hizi ve prosedür süresi seçilerek kabarcik boyutunu minimuma indirir. Burada, prosedür sirasinda hareketsiz kalmak üzere agirlikli olarak hastanin toleransi tarafindan dikte edildigi üzere Tmaks, klinik ortam tarafindan tolere edilebilir maksimum prosedür süresidir, 1 dakikadan daha azi kabul edilebilirdir, 30 saniyeden daha azi istenir.

Diger yandan prosedür süresini minimuma indirmek üzere en yüksek lineer hiz v[iota],m ve en büyük kabul edilebilir kabarcik boyutu seçilebilir. En büyük kabul edilebilir kabarcik boyutu, üretilen gaz miktari, kullanilan darbe enerjisi tarafindan ve gereken ameliyat hassasiyeti tarafindan belirlenir.

Cerrahi sistemin bazi uygulamalari, tarayici hizini maksimuma çikarir ve kabarcik boyutunu minimuma indirmek amaciyla kavitasyon kabarciklarinin olusumuna yönelik lazer enerji esigini düsürür. Cerrah, belirli cerrahi çiktilara yönelik parametreleri optimize etmek üzere cerrahi sistemin sinirlamasi dahilinde belirli parametreleri seçmek üzere seçenege sahiptir. Karar, cerrahi olarak etkilenen alanin boyutu, doku parametreleri, hastanin yasi ve diger etkenleri göz önünde tutabilir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Bir gözün lens dokusunu parçalamaya yönelik bir lazer cerrahi sistemi olup. sistem asagidaki unsurlari içerir: bir darbeli lazer isinini üretmek uyarlanan bir darbeli lazer (302); lens dokusu içinde bir hedef bölgeye (301) dogru lazer isinini odaklama ve yönlendirmek üzere uyarlanan bir veya daha fazla lensi ve bir veya daha fazla reflektörü içeren bir optik modül (310); görüntü verilerini yakalamak üzere lens dokusu içinde hedef bölgeden (301) yansitilan veya yayilan isigi veya sesi toplamak üzere uyarlanan bir görüntüleme cihazi (330); darbeli lazeri (302) kontrol etmek üzere bir lazer kontrol sinyalini üretmek ve isin kontrol sinyaline karsilik olarak odaklanmayi ve lazer isin yönünü ayarlamak amaciyla optik modülü (310) kontrol etmek üzere bir isin kontrol sinyalini üretmek için bir sistem kontrol modülü (320); burada sistem kontrol modülü (320), uygulanan lazer darbelerinin yerlestirilmesini belirlemek üzere yakalanan görüntü verilerini islemek üzere uyarlanir; özelligi sistem kontrol modülünün (320) ayrica, fotobozunumlu kabarciklarin kavisli katmanlarinin, gözün lens dokusundaki hedef bölge içinde dogal bir egrilige yer saglamak üzere olusturulacagi sekilde hücre yüzeylerini ve sinirlarini üretmek üzere lazer indüklü fotobozunumlu kabarciklarin katmanlari olusturularak lens içinde konumlandirilan hedef bölgenin bir hacminde hücrelerin düzenli bir dizilimini olusturmak üzere darbeli lazeri taramak için optik modülünü kontrol etmek üzere uyarlanmasi ile karakterize edilmesidir, bu sekilde hücrelerin yüzeyleri ve sinirlari boyunca doku, aspirasyon vasitasiyla çikarmaya yönelik parçalanan dokunun granüllerine ayrilir. Istem 1'in sistemi olup, özelligi sistem kontrol modülünün (320), hücrelerin düzenli dizilimi etrafinda bir sinir katmanini olusturmak için optik modülünü kontrol etmek üzere uyarlanmasidir. Istem 1'in sistemi olup, özelligi sistem kontrol modülünün (320), 340 mikrondan daha az bir mekansal ölçü ile hücreler olusturularak hücrelerin düzenli dizilimini olusturmak için optik modülünü kontrol etmek üzere uyarlanmasidir. Istem 1lin sistemi olup, özelligi fotobozunumlu kabarciklarin, 20 mikronluk bir mesafe ile ayrilan lazer darbeleri tarafindan olusturulmasidir. Istem 4”ün sistemi olup, özelligi hücrelerin mekansal ölçüsünün 250 mikron veya daha az olmasidir. Istem 5'in sistemi olup, özelligi fotobozunumlu kabarciklarin, 10 mikronluk bir mesafe ile ayrilan lazer darbeleri tarafindan olusturulmasidir. Istem 6'nin sistemi olup, özelligi fotobozunumlu kabarciklarin, 5 mikronluk bir mesafe ile ayrilan lazer darbeleri tarafindan olusturulmasidir. Istem 3”ün sistemi olup, özelligi sistem kontrol modülünün (320) ayrica, bir sinirlama degerinden daha küçük olacak sekilde dönme noktalarinda bir kabarcik yerlestirmesinin lineer bir ilerleme hizini azaltmak için optik modülü kontrol etmek üzere uyarlanmasidir. Istemler 1 ila 8'den herhangi birinin sistemi olup, özelligi görüntüleme cihazinin ( cihazi olmasidir. Istem 1'in sistemi olup, özelligi sistem kontrol modülünün (320), hedef bölge içinde fotobozunum yan ürünlerine yönelik pozisyon ofset bilgilerini içeren görüntüleme cihazindan (330) görüntü verilerini islemek üzere uyarlanmasi ve görüntü verilerinden elde edilen ofset bilgilerine bagli olmasidir, isin kontrol sinyali, karsilik olarak lazer isinini ayarlayabilen optik modülünü (310) kontrol etmek üzere üretilebilir.