WO2015166394A1 - Vorrichtung zum erzeugen von schnitten oder perforationen am auge - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen von schnitten oder perforationen am auge Download PDF

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WO2015166394A1
WO2015166394A1 PCT/IB2015/053047 IB2015053047W WO2015166394A1 WO 2015166394 A1 WO2015166394 A1 WO 2015166394A1 IB 2015053047 W IB2015053047 W IB 2015053047W WO 2015166394 A1 WO2015166394 A1 WO 2015166394A1
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eye
cutting element
cutting
field generator
field
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PCT/IB2015/053047
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English (en)
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Inventor
Georg Gerten
Original Assignee
Vossamed Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/00736—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments
    • A61F9/00754—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments for cutting or perforating the anterior lens capsule, e.g. capsulotomes

Definitions

  • the invention relates to a device for generating from cuts or perforations in the human or animal eye front or rear opening of the eye lens (capsulotomy, Rhexis), with an insertable inside the eye cutting element and one outside the eye arranged drive means to the cutting element inside the eye in a movement, in particular in oscillating oscillations or rotation too offset.
  • the device according to the invention is particularly suitable for use in ophthalmic surgery, especially for cutting out parts of Capsule of the human eye lens.
  • IOL intraocular lens
  • Rhexis the intraocular lens
  • the Rhexis is decisive for the outcome of the entire operation.
  • Your Stability / integrity is important to the course of the operation itself.
  • the aim is a round Rhexis without edges, tears or inhomogeneities, because such forms a stable hole in the capsular bag. This tears the Capsular bag during the operation despite the manipulation inside the lens not a.
  • the rear capsule leaf can are overgrown by epithelial cells, clouding and visually disturbing.
  • IOL intraocular artificial lens
  • Nd: YAG laser a Nd: YAG laser
  • Rhexis a Rhexis too large in relation to the IOL (pinching the IOL optics in the Rhexis and decentration of the IOL).
  • Rhexis which does not circularly cover the front of the IOL optics, may cause pressure the shrinking Rhexiskante on the IOL optics and decentrations of the IOL to lead. The same applies to a non-circular shape of the Rhexis.
  • Rhexis In addition to the previously described Rhexis, the most one be as circular centered hole in the front of the capsular bag should (other, more oval forms of rhexis can in certain situations also be useful), in some cases, a rear Rhexis is generated. This is also a circular hole in the back of the lens capsule. In principle, similar considerations apply to the rear rhexis as to the front rhexis. However, a rear rhexis is technically even more difficult too generate and also medically risky. The anterior vitreous body abuts the posterior capsule directly to and the anterior vitreous border membrane should not be injured by a rear rhexis.
  • Previous method for opening the capsule the Eye lenses are based on mechanical methods or optical methods, ie Laser surgical procedures, in particular using a Femtosecond laser.
  • the simplest mechanical procedures become complete executed manually.
  • a needle or tweezers in the front Eye chamber introduced. This will then perforate the front capsule and enter more or less round, central hole of about 5mm diameter in the front Capsule ruptured (Rhexis or capsulotomy).
  • Centering, shape, size and Stability / integrity of a capsulorhexis generated in this way hang strong of the skill of the surgeon and the conditions in each Isolated case.
  • the manual procedures can also be supported with devices be, e.g. with the Fugo Blade® or Cystotome®.
  • the optical cutting / perforation of the lens capsule using ultrashort pulsed laser systems is already in clinical use.
  • the tissue interactions of ultrashort pulsed lasers are exploited.
  • the perforation is done by non-linear effects over the Ionization / plasma formation in the eye tissue at extremely high photon densities.
  • the resulting expansion of the cavitation bubble eventually ruptures the local Tissue.
  • the perforation of the posterior capsule is postoperative as Secondary treatment usually with Nd: YAG lasers, the infrared laser pulses in the nano- or picosecond range with mJ of energy.
  • Femtosecond lasers for capsulotomy during surgery. These lasers usually emit radiation in the near-infrared or ultra-violet range. there pulses are emitted from a few fs to a few 100 fs. This succeeds more precise cutting of eye tissue with significantly less energy input (Single pulses in the ⁇ J range).
  • the achievable capsulotomies are clinical very stable, centered and circular.
  • the patient's eye has to be firmly connected with such a laser device. The patient must be under The laser device can be spent and the patient's eye sucked. Operating time and procedure are extended by this. The devices are also quite large, considerably maintenance-intensive and expensive.
  • Clinical Investigations of the significant value of a centered, rounded and integrity Rhexis can be confirmed as they are generated with a femtosecond laser can.
  • the capsule has considerable elasticity (Modulus of elasticity approx. 1.3 N / mm2). This must be during mechanical perforation / cutting of the Capsule to be considered. These are u.a. Cutting heads have been described, which suck in the capsule during the cutting process. (WO 2009/140414 A1) These have several disadvantages.
  • the aspiration of the lens capsule within the eye is not without risk, as the reservoir of liquid in the front Eye chamber is limited, it can cause the collapse of the anterior chamber and eye tissue can be damaged. This is especially because of that probably because the aspirator in the eye with corresponding negative pressure work and therefore must be quite large and immobile.
  • US 5 269 787 discloses one on a shaft arranged cutting ring for making an opening in the front capsule of the human eye, where the shaft is attached to an ultrasound source is connected to vibrate the cutting ring and thereby perforating the anterior capsule.
  • the object of the invention is to provide a device for Perforating and / or cutting tissue especially on the eye, which in a simple way a position and shape-appropriate, clean cut can be carried out.
  • the drive device has a field generator for generating a having magnetic or electro-magnetic generator field and the Cutting element excitable by means of the field generated by the field generator and thus can be driven without mechanical coupling.
  • the drive of the Cutting elements, over a magnetic field, that of coils of the outside of the Auges arranged field generator is generated.
  • the cutting element contains itself ferromagnetic parts and is therefore with the help of (electro-) magnetic field excitable. It can thereby become inside the eye in one Rotation, a partial rotation or one in a circumferential direction of the then preferably as a cutting ring formed cutting element or a before and be returned oscillating oscillation.
  • a particularly advantageous has a Embodiment proved in which the cutting element movable, in particular rotatably mounted on a holding element and with this by an opening in the Eye is inserted into the inside of the eye.
  • the cutting element which at the distal, free end of the Holding element is mounted, insert into the eye and in the desired Hold cutting position while the (rotary) driving the cutting element then contactless by switching on the magnetic generated by the field generator Fields done.
  • the retaining element for this purpose by means of a dedicated robot to be manipulated, the tool with Handle high accuracy and reliable in the found position keep calm.
  • the invention requires no direct mechanical connection for transmitting power from a drive source (e.g. an electric motor or the like.) On the cutting element.
  • a drive source e.g. an electric motor or the like.
  • the invention uses the transmission of force through a magnetic field and thus generates fast, mechanical vibrations / rotations of the cutting element to the desired Cut or perform the perforation, for example, to the Open the lens capsule of one eye.
  • the oscillation or rotational frequency is preferably in a range of more than 30 Hz, more preferably more than 50 Hz and even more preferably in the kHz or even in the ultrasonic range.
  • the Frequency can be of an order of magnitude that is either significant is lower or higher than the elastic relaxation time (natural frequency) of Membrane or the eye lens capsule, which is particularly reliable Cutting effect or a perforation is achieved, even if the cutting edge of the moving cutting element is not optimally sharp is ground and / or in the case of a running as a cutting ring Cutting elements on the lens capsule is not circular.
  • Et al these Property makes it possible for the cutting element of metals or with out ferromagnetic excitable metal at least partially coated plastic to manufacture as a disposable device.
  • the vibrations caused by the cutting element of the magnetic field acting on it can be oscillating.
  • the cutting element can be set in a rotational movement And it is of course also possible, an oscillation of the cutting element with a rotation to improve the cutting effect.
  • the Frequency of the rotational movement may differ from that of the vibration.
  • the Field generator preferably has at least two traveling field generator forming excitation magnets, for example, comprise electromagnets or can consist of such. It is also not required that Cutting element to perform the desired cut a full or even executes several revolutions, but it is sufficient with appropriate Design of the cutting element, for example as a cutting ring with a over the entire circumference circumferential cutting edge, a partial rotation by one if necessary, even only a small angle of rotation of a few degrees to the lens capsule open.
  • the Exciter magnets may be arranged on an annular magnet carrier, which in the Insert the head of a patient at a distance.
  • the field generator or its Locating magnets can be positioned on the eye or near the eyes by holding for example, a near or on the dermis (sclera) and / or the Cornea (cornea) of the eye positionable, preferably annular or ring-segment-shaped contact element, wherein the exciter magnets on the Contact element are arranged.
  • the cutting element consists at least partially made of a ferromagnetic material, in particular of metal, or it is with a ferromagnetic coating or a ferromagnetic Core provided.
  • the cutting element not guided by a mechanical holding element during the cutting process may be a holding and positioning magnetic field for the cutting element generating magnet means may be provided to the cutting element in the of Surgeon desired position.
  • This magnetic device may e.g. in the Essentially of at least one permanent magnet and / or a switchable Electromagnets are formed.
  • a suction of the lens capsule or to cutting tissue is basically not necessary.
  • the cutting element can be considered in particular be designed closed cutting ring, so that it is a circumferential Cutting edge forms or similar to a pot saw with serrated cutting side is designed. But it is also possible, the cutting element in the manner of a to perform two- or multi-bladed rotor whose rotor blades at their radially outer ends are provided with sharp cutting edges. Particularly preferred in this embodiment is a two-bladed rotor.
  • the rotor blades may then preferably be designed so that they pass through Introduced a small cut or bore in the eye along its length can be, so their sharp cutting edges towards the too show opening eye lens.
  • the cutting element may be a central shaft or Have hub with which it rotates on the holding element and at least back and forth can be movably mounted. It performs in the electromagnetic field fast, mostly circular motion, leaving in the capsule a round hole arises.
  • the rotor blades therefore not stab- or needle-shaped, but perpendicular to the direction of the magnetic field lines generated by the field generator, a have comparatively large area, which is effective in the magnetic field.
  • This design is particularly advantageous when the cutting element only the stray field of the magnetic field is applied. Due to the comparatively large area of the rotor blades extends the field strength of the Magnetic stray field then still reliable to the rotor over his the rotor blades sent, for example, arranged radially outside to bring ferromagnetic areas into motion.
  • the cutting element is made of elastic Made of materials or material combinations. This makes it possible to Press together cutting element or fold or otherwise deform, making it by the usual in eye surgery very small Incisions can be introduced into the eye, for example, by passing through a fine tube is injected into the inside of the eye.
  • the for the cutting head or the cutting element used materials may e.g. also Have shape-memory properties. Fast altering / expanding materials (e.g., nitinol as in WO 2012/082386 A1 described) are less suitable because jerky movements in the Eye anterior chamber uncontrolled contact and possibly injury intraocular tissue. They are mostly metals or Plastic-metal combinations are suitable, which are slow after compression deform back to its original shape.
  • energy input mechanical, electrical, optical
  • the Memory effect particularly easy to achieve, since the cutting element after a shape change, e.g. Compression in an injector, only once at his Must remember form.
  • Alternatively or supportive others may mechanical elements, such as micro-springs or elastic bridges, a Change the shape of the cutting element in the eye effect.
  • Optical elements can be attached to the cutting head be in order to allow a centering of the capsule-cutting device in the eye, possibly in combination with a laser beam or light marks, surgical microscope, computer controlled video system.
  • the cutting element with a central aperture, a lens or an optical gap provided be arranged with a preferably arranged on the field generator optical Centering such as a crosshair, a laser aiming beam or Light beam for position determination and / or positioning of the cutting element can be acted upon.
  • the invention thus provides a novel device for Perforation / cutting of tissues, especially in or on the eye.
  • the device is used for anterior and posterior perforation (capsulotomy, Rhexis) of the human eye lens.
  • the device has a cutting element or Also cutting head on, the or through a small incision into the eye is insertable, and has an out of the eye facility, with the cutting element on electro-magnetic way mechanical vibrations or movements are generated as a small electric motor.
  • the opening of the eyelid capsule has a diameter in the Range of several tens of ⁇ m to several millimeters (e.g., 0.01 to 10 mm).
  • the construction can be done using a Cutting elements with ring-shaped closed (straight) cutting edge such be that the cutting ring significantly in z-axis, i. towards the Lens capsule and back vibrates, i. the field generator then works together with the cutting element in the manner of an (oscillating) linear motor. Vibrations in a perpendicular x / y plane may vary Construction of the cutting element have a lower cut quality.
  • the preferably oscillating oscillation of the cutting head can be supported by a rotational movement.
  • the electromagnetic field generated by the field generator may cause a rotational movement of the cutting element or parts thereof.
  • the rotational movement and the oscillation in circumference can - or Z-direction have different frequencies.
  • the frequency of the vibrations is in any case like that chosen that a clean perforation of the lens capsule is achieved, which in the As a rule, this is guaranteed if the frequency is either significantly lower or greater than the natural frequency of the tissue to be cut. Ideally It is in the range of a few Hz over the KHz range up to the MHz range (Ultrasonic). The vibration of the cutting element or one on this arranged cutting edge is required only for a short time ( ⁇ 1 min) to the to perform the desired cut.
  • the cutting element can by the at a Eye surgery usual incisions (cuts under about 2.8mm) in the eye be introduced. This is done by the usual injector or tube systems through which intraocular artificial lenses, Capsule tension rings, vitreous instruments and the like in eye surgery in the Inside of the eye are introduced.
  • the materials are in the injector system compressed and unfold in the eye or take in the eye again their original shape.
  • materials with memory properties suitable In the case of the cutting head this can be (metal coated) Plastics and metals with shape-memory properties be.
  • the memory effect can be e.g. optical, temperature dependent or be triggered mechanically.
  • the cutting head or the cutting element can be so be designed that an optical element its centering, and thus the Rhexis, relative to the optical axes (face line, apex of the cornea, middle the entrance pupil, Purkinje reflexes) of the eye.
  • This can be the Cutting head or the cutting element, for example, a central Have opening / lens / optical gap in the middle.
  • This can then be of one optical element (e.g., laser aiming beam, light on the surgical microscope) become.
  • the eye of the surgeon himself can be used for centering or the centering can be controlled via electronic image processing become.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first Embodiment of the device according to the invention for carrying out a Rhexis on the human eye in section;
  • FIG. 2 shows the subject of FIG. 1 in a plan view on the eye
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the invention in simplified representation in a head view of one with the device treated patients
  • FIG. 5 shows the subject of FIG. 4 in a Side view.
  • Figures 1 and 2 show a first embodiment a device according to the invention, for generating a Rhexis, so a circular section in the eye 10 for opening the eye lens 11 is used.
  • the device has a cutting element 12, which has a small Incision 13 in the cornea 14 of the eye 10 to be operated on the inside of the eye can be introduced.
  • the cutting element can be elastically deformable for this purpose be it by the comparatively small section 13 with the eye surgeon known methods comparable to an intraocular lens in the interior of the eye introduce.
  • the cutting element is magnetizable or magnetic, what it either completely made of a metal with ferromagnetic properties or a metallic coating, a ferromagnetic core or a strut of (ferromagnetic) metal has.
  • the device further includes an outside of the Auges arranged drive device 15, the essential part of a Field generator 16 for generating an electromagnetic generator field, the indicated schematically by the dotted lines 17 in the drawings is.
  • the electromagnetic generator field generated by the field generator 16 acts on the inserted into the inner eye cutting element 12 by this moves back and forth in the axial direction in Z-axis 18 and / or rotatory about the Z-axis drives or oscillating in a torsional vibration added.
  • the field generator 16 more in a ring segment-shaped Contact element 19 arranged excitation magnets 20, which are at Electromagnets, which is used to generate the generator field by means of a only schematically shown control unit 21 connected become.
  • the excitation magnets 20 are driven in such a way that they open on generate a circular path wandering generator field around the Z-axis 18, due the cutting element 12 inside the eye in a corresponding rotation is offset.
  • the circular rotating generator field a generator field be superimposed in the Z axis by a preferably pulsating arrival and Shutdown of the exciter magnets, bringing to the cutting element a force in Axial direction is exerted against the eye lens 11, against which the annular Cutting element 12 with its front cutting edge 22 presses.
  • ring segment-shaped Contact element 19 on which in the embodiment, a total of six Exciting magnets are arranged, one over an angle of about 120 ° extending interruption 23 has.
  • a Work area for the surgeon free by attaching the incision 13 can, inserted through the cutting element inside the eye and after Generating the cut can be removed again and through which the Cutting element with a suitable tool before switching on the field generator can be aligned correctly.
  • the incision 13 is then used later, to introduce the artificial lens to be implanted into the eye.
  • the device is one with the field generator 16th arranged centering means, wherein it is at the first Embodiment to two light beam projectors, not shown acts, with which on the cornea of the eye a crosshairs are projected can, which is designated 24 in Fig. 2.
  • the cutting element 12 has a optical centering, for example, also one of two itself crossing, preferably flexible struts or threads existing cross whose Crossing point from the surgeon just below the crossing point of the crosshair 14 is brought so as to the cutting element 12 exactly in the desired position to bring the eye lens 11. It is possible, this in Fig. 1 at 25 to provide indicated centering element of a ferromagnetic material, so that this centering element for the implementation of the electromagnetic field provides the desired mechanical movement of the cutting element 12.
  • the second embodiment differs from the embodiment of FIGS. 1 and 2 substantially in that the field generator for the generation of the electromagnetic field not in the immediate vicinity of the cutting element right on the eye of the is arranged on an operating apparatus, but on an apparatus that the surrounds the entire head of the patient at a greater distance from the cutting element.
  • the Excitation magnets are arranged on magnetic carriers 26, of which several preferably at even angular distance from each other the head of the patient Surrounded at the level of the eye to be operated on. It can be seen that in the in Fig. 3 illustrated embodiment of the operating table 27 with the lying on it Patients can be moved laterally to optimally the eye to be operated on to adjust relative to the magnetic carriers 26.
  • a cutting element used in the invention can.
  • the cutting element 12 in this embodiment has two approximately cloverleaf-shaped rotor blades 28 attached to a central shaft 29 of the as two-bladed rotor 30 configured cutting element are mounted.
  • the Rotor shaft 29 is rotatably mounted on a holding element 31, with which the Cutting element from the surgeon through the incision in the eye into the inside of the eye introduced and held there in the desired position.
  • the Rotor blades of relatively large areas of soft magnetic Material are formed, this can be elastically deformable, so they fold up for insertion of the element into the inner eye and make it smaller.
  • a contactless, magnetic, quasi electromotive drive for moving the cutting element created within the eye, wherein the cutting element to the movable rotor and the field generator corresponds to the stationary stator. It is with the invention possible to use the eye lens with high precision for performing a capsulotomy open, wherein during the actual cutting process external influences, such as they in previously known systems due to a mechanical coupling of the Cutting elements on the associated drive regularly occurred, reliable be avoided.
  • Memory material can be plastic materials or metallic materials, the original form, for example, when exposed to light or Recover heat energy

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Abstract

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Schnitten oder Perforationen am menschlichen oder tierischen Auge zur Eröffnung der Augenlinse (11) (Kapsulotomie, Rhexis). Die Vorrichtung arbeitet mit einem ins Augeninnere einführbaren Schneidelement (12) und einer außerhalb des Auges (10) angeordneten Antriebseinrichtung (15), um das Schneidelement im Inneren des Auges in mechanische, insbesondere oszillierende Schwingungen oder Rotation zu versetzen. Um dabei ungewünschte, äußere Einflüsse zu vermeiden und eine hoch präzise Ausführung des Schnittes zu gewährleisten, schlägt die Erfindung vor, dass die Antriebseinrichtung einen Feldgenerator (16) zur Erzeugung eines magnetischen oder elektromagnetischen Erzeugerfelds (17) aufweist und das Schneidelement mittels des von dem Feldgenerator erzeugten Felds erregbar, insbesondere antreibbar ist. Hierdurch erfolgt eine magnetische Betätigung des Schneidelements im Augeninneren ohne dass dabei kinetische Energie während des Schneidvorganges mechanisch von außen nach innen auf das Schneidelement übertragen werden muss.

Description

VORRICHTUNG ZUM ERZEUGEN VON SCHNITTEN ODER PERFORATIONEN AM AUGE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Schnitten oder Perforationen am menschlichem oder tierischem Auge zur vorderen oder hinteren Eröffnung der Augenlinse (Kapsulotomie, Rhexis), mit einem ins Augeninnere einführbaren Schneidelement und einer außerhalb des Auges angeordneten Antriebseinrichtung , um das Schneidelement im Inneren des Auges in eine Bewegung, insbesondere in oszillierende Schwingungen oder Rotation zu versetzen. Dabei eignet sich das die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Verwendung in der Augenchirurgie, speziell zum Ausschneiden von Teilen der Kapsel der menschlichen Augenlinse.
Operationen an der menschlichen oder tierischen Augenlinse gehören zu den weltweit am häufigsten durchgeführten Operationen. Solche Operationen werden notwendig durch pathologische Prozesse, die meist das Innere der Augenlinse betreffen, beispielsweise durch eine Trübung der Augenlinse (Kataraktbildung) und/oder eine Verhärtung des Linsenkernes bei der Alterssichtigkeit oder wenn eine Änderung der Brechkraft der Linse/des Auges erwirkt werden soll. Mit den modernen Operationsverfahren wird das Innere der Augenlinse (Kern, Rinde) entfernt, wozu der Linsenkapselsack normalerweise nur von vorne eröffnet und im Übrigen stehengelassen wird. In manchen Fällen kommt es aber auch vor, dass der Kapselsack gezielt vorne und hinten eröffnet wird.
Der nach dem Entfernen des Inneren der natürlichen Augenlinse dann leere Kapselsack dient im Allgemeinen zur Aufnahme einer künstlichen Intraokularlinse (IOL), die die entfernten, inneren Teile der Augenlinse ersetzt und die Sehfähigkeit des Patienten unter Berücksichtigung der gewünschten optischen Korrektur des Auges wieder herstellt. Dabei kommt der Zentrierung, Form, Größe und Stabilität/ Integrität der vorderen Öffnung des Kapselsackes (Kapsulorhexis bzw. Rhexis) besondere Bedeutung zu. Die Rhexis ist mitentscheidend für das Ergebnis der gesamten Operation. Ihre Stabilität/Integrität ist wichtig für den Verlauf der Operation selbst. Angestrebt wird eine runde Rhexis ohne Kanten, Ausrisse oder Inhomogenitäten, denn eine solche bildet ein stabiles Loch im Kapselsack. Dadurch reißt der Kapselsack während der Operation trotz der Manipulationen im Inneren der Linse nicht ein. Wenn diese Stabilität/ Integrität der Rhexis nicht gewährleistet ist, können Risse im Kapselsack entstehen, die Komplikationen während der Operation zur Folge haben können (z.B. Verlust von Linsenmaterial in den Glaskörperraum, Erschwerung bis Unmöglichkeit der Implantation einer intraokularen Kunstlinse IOL, Glaskörpervorfall usw.). Zentrierung, Form und Größe der Rhexis sind auch für das postoperative Ergebnis wichtig. Postoperativ macht der Kapselsack nämlich einen Schrumpfungsprozess durch, der individuell verschieden stark ausgeprägt ist. Es kann dazu kommen, dass im Kapselsack verbliebene Linsenepithelzellen wandern, sich teilen und zusammenziehen. Dieser sogenannte 'Nachstar' kann zu Verziehungen des Kapselsackes und Trübung der verbliebenen Kapselanteile führen. Vor allem das hintere Kapselblatt kann dabei von Epithelzellen bewachsen werden, sich eintrüben und optisch stark stören. Dann muss hinter der implantierten Intraokularen Kunstlinse (IOL), meist mit einem Nd:YAG Laser, ein zentrales Loch in das hintere Kapselblatt geschnitten werden, um die optische Achse wieder zu befreien. Bei der Linsenoperation versucht der Operateur meist, die Größe der Rhexis zwischen 4 und 5,5 mm zu halten. Eine zu kleine Rhexis kann ebenso zu Spätkomplikationen führen (Kapselphimose) wie eine im Verhältnis zur IOL zu große Rhexis (Einklemmen der IOL Optik in der Rhexis und Dezentrierung der IOL). Eine zur IOL dezentrierte Rhexis, die die Vorderseite der IOL Optik nicht zirkulär bedeckt, kann zu Druck der schrumpfenden Rhexiskante auf die IOL Optik und zu Dezentrierungen der IOL führen. Gleiches gilt für eine unrunde Form der Rhexis.
Neben der bisher beschriebenen Rhexis, die meist ein möglichst kreisrundes zentriertes Loch in der Vorderseite der Kapselsackes sein sollte (andere, eher ovalere Formen der Rhexis können in bestimmten Situationen auch sinnvoll sein), wird in einigen Fällen auch eine hintere Rhexis erzeugt. Dies ist ebenso ein kreisrundes Loch in der Rückseite der Linsenkapsel. Prinzipiell gelten für die hintere Rhexis ähnliche Überlegungen wie für die vordere Rhexis. Eine hintere Rhexis ist jedoch technisch noch schwieriger zu erzeugen und auch medizinisch risikoreicher. Der vordere Glaskörper liegt an der hinteren Kapsel direkt an und die vordere Glaskörper-Grenzmembran sollte durch eine hintere Rhexis nicht verletzt werden.
Bisherige Verfahren zur Öffnung der Kapsel der Augenlinse beruhen auf mechanischen Verfahren oder optischen Methoden, sprich laserchirurgischen Verfahren, insbesondere unter Verwendung eines Femtosekundenlasers. Die einfachsten mechanischen Verfahren werden komplett manuell ausgeführt. Hierzu wird eine Nadel oder Pinzette in die vordere Augenkammer eingeführt. Damit wird dann die vordere Kapsel perforiert und ein mehr oder weniger rundes, zentrales Loch von ca. 5mm Durchmesser in die vordere Kapsel gerissen (Rhexis bzw. Kapsulotomie). Zentrierung, Form, Größe und Stabilität/ Integrität einer auf diese Weise erzeugten Kapsulorhexis hängen stark vom Geschick des Operateurs und von den Bedingungen im jeweiligen Einzelfall ab. Die manuellen Verfahren können auch mit Geräten unterstützt werden, z.B. mit dem Fugo Blade® bzw. Cystotome®. Diese Verfahren haben jedoch u.a. immer noch den Nachteil, dass mit ihnen lediglich eine punktförmige Perforation an einer bestimmten Stelle erzeugt wird. Der Operateur muss dann den kompletten, meist kreisrunden Ausschnitt der Kapsel nach wie vor manuell herstellen, indem er das Gerät möglichst kreisrund im gewünschten Durchmesser über die Kapsel führt.
Bekannt sind zudem Geräte, die thermische/elektrische Effekte zum Aufschneiden der Kapsel nutzen (WO 2010/141181 A1). Dies hat den Nachteil der Stromführung ins Auge sowie der Aufheizung von Augengeweben.
Das optische Schneiden/Perforieren der Linsenkapsel mittels ultrakurz gepulster Lasersysteme ist bereits im klinischen Einsatz. Dazu werden die Gewebe-Wechselwirkungen ultrakurz gepulster Laser ausgenutzt. Die Perforation erfolgt durch nicht-lineare Effekte über die Ionisation/Plasmabildung im Augengewebe bei extrem hohen Photonendichten. Die entstehende Ausdehnung der Kaviatationsblase zerreißt schließlich lokal das Gewebe. Klinisch erfolgt das Perforieren der hinteren Kapsel postoperativ als Nachstarbehandlung meist mit Nd:YAG Lasern, die infrarote Laserpulse im Nano- oder Picosekundenbereich mit mJ Energie liefern.
Eine neue Entwicklung ist der Einsatz vom Femtosekundenlasern zur Kapsulotomie während der Operation. Diese Laser emittieren meist Strahlung im nah-infraroten bzw. ultravioletten Bereich. Dabei werden Pulse von einigen fs bis einigen 100 fs emittiert. Hiermit gelingt ein genaueres Schneiden der Augengewebe mit deutlich geringerem Energieeintrag (Einzelpulse im µJ Bereich). Die damit erreichbaren Kapsulotomien sind klinisch sehr stabil, zentriert und zirkulär. Das Auge des Patienten muss dazu jedoch mit einem solchen Lasergerät fest verbunden sein. Der Patient muss dazu unter das Lasergerät verbracht werden und das Auge des Patienten angesaugt werden. OP-Zeit und Ablauf verlängern sich dadurch. Die Geräte sind zudem recht groß, erheblich wartungsintensiv und teuer. Jedoch konnte durch klinische Untersuchungen der erhebliche Wert einer zentrierten, runden und integren Rhexis bestätigt werden, wie sie mit einem Femtosekundenlaser erzeugt werden kann.
Die Kapsel weißt eine erhebliche Elastizität auf (E-Modul ca. 1,3 N/mm2). Dies muss beim mechanischen Perforieren/Schneiden der Kapsel berücksichtigt werden. Dazu sind u.a. Schneidköpfe beschrieben worden, die die Kapsel während des Schneidvorganges ansaugen. (WO 2009/140414 A1) Diese weisen mehrere Nachteile auf. Das Ansaugen der Linsenkapsel innerhalb des Auges ist nicht ohne Risiko, da das Reservoir an Flüssigkeit in der vorderen Augenkammer begrenzt ist, so kann es zum Kollabieren der Vorderkammer kommen und Augengewebe kann geschädigt werden. Dies ist insbesondere deswegen wahrscheinlich, da die Ansaugvorrichtung im Auge mit entsprechendem Unterdruck arbeiten muss und daher recht groß und unbeweglich sein muss.
Aus der US 2004/0092982 A1 ist ein medizinisches Instrument zur Verwendung in der Kataraktchirurgie sowie ein damit durchführbares Verfahren bekannt, bei dem ein ins Auge einführbares Schneidelement in Form eines Schneidrings an einem außerhalb des Auges verbleibenden Handgriff angeordnet ist, welcher Handgriff mit einer biegsamen Welle verbunden ist, über die die Drehbewegung eines externen Motors in das Instrument eingeleitet werden kann, um den Schneidring anzutreiben. Das Instrument ist verhältnismäßig sperrig und für den Operateur nicht einfach zu handhaben.
Die US 5 269 787 offenbart einen an einem Schaft angeordneten Schneidring zur Herstellung einer Öffnung in der vorderen Kapsel des menschlichen Auges, bei dem der Schaft an einer Ultraschallquelle angeschlossen wird, um den Schneidring in Schwingungen zu versetzen und hierdurch die vordere Kapsel zu perforieren.
Beiden bekannten Instrumenten gemeinsam ist, dass sie während des Schneidvorgangs vom Operateur mittels des Handgriffs bzw. Schafts von außen am Auge gehalten und manipuliert werden müssen, wobei sich jede Fehlmanipulation unweigerlich auf den auszuführenden Schnitt auswirkt. Dabei wird die kinetische Energie zum Ausführen des Schnittes bei diesen Geräten durch mechanische Ankopplung des Antriebes an dem Schneidring auf diesen übertragen, wozu diverse mechanische Komponenten wie Kupplungen, biegsame Wellen und dgl. erforderlich sind. Dies hat den Nachteil, dass die Antriebsenergie für das Schneidelement über bewegliche Teile ins Auge übertragen werden muss, d.h. Antrieb und Schneidelement sind mechanisch miteinander verbunden. Es müssen also drehende, sich bewegende und dabei Wärme abgebende Bauteile durch einen Schnitt in das Auge eingeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Perforieren und/oder Schneiden von Gewebe insbesondere am Auge zu schaffen, womit in einfacher Weise ein lage- und formgerechter, sauberer Schnitt durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass die Antriebseinrichtung einen Feldgenerator zur Erzeugung eines magnetischen oder elektro-magnetischen Erzeugerfelds aufweist und das Schneidelement mittels des von dem Feldgenerator erzeugten Felds erregbar und somit ohne mechanische Kupplung antreibbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß erfolgt der Antrieb des Schneidelements, über ein magnetisches Feld, das von Spulen des außerhalb des Auges angeordneten Feldgenerators erzeugt wird. Das Schneidelement enthält selbst ferromagnetische Teile und ist daher mit Hilfe des (elektro-) magnetischen Felds erregbar. Es kann hierdurch im Inneren des Auges in eine Drehung, eine Teildrehung oder eine in einer Umfangsrichtung des dann vorzugsweise als Schneidring ausgebildeten Schneidelements oder eine vor und zurück oszillierende Schwingung versetzt werden.
Es ist möglich, dass - im Gegensatz zu den bekannten Instrumenten - das Schneidelement dabei keine mechanische Verbindung zu einem vom Operateur zu haltenden Handgriff o.dgl. hat, sondern mittels des vom Feldgenerator erzeugten (elektro-) magnetischen Feldes nicht nur rotatorisch oder oszillierend bewegt, sondern dabei in seiner gewünschten Position im Auge auch gehalten wird, in die es zuvor vom Operateur gebracht wurde. Dabei kann mit dem Feldgenerator das Schneidelement nicht nur in der gewünschten Zentrierposition gehalten werden, sondern es ist zudem möglich, in Axialrichtung eine Andruckkraft auf das Schneidelement auszuüben, so dass dieser gegen die zu schneidende Kapsel gedrückt gehalten wird und den Schnitt hierdurch besonders leicht und zuverlässig über den gesamten Umfang ausführt.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform erwiesen, bei der das Schneidelement beweglich, insbesondere drehbar an einem Halteelement gelagert und mit diesem durch eine Eröffnung im Auge in das Augeninnere einführbar ist. Mit Hilfe des Halteelements kann der Operateur, nach dem er die vordere Augenkammer durch einen kleinen Schnitt oder eine Bohrung eröffnet hat, das Schneidelement, das am distalen, freien Ende des Haltelements gelagert ist, in das Auge einführen und in der gewünschten Schneidposition halten, während der (dreh-) Antrieb des Schneidelements dann berührungslos durch Einschalten des vom Feldgenerator erzeugten magnetischen Felds erfolgt. Natürlich kann das Halteelement zu diesem Zweck auch mittels eines hierfür vorgesehenen Roboters manipuliert werden, der das Werkzeug mit hoher Genauigkeit handhaben und in der gefundenen Sollstellung zuverlässig ruhig halten kann.
Im Gegensatz zu anderen im Stand der Technik bereits bekannten Vorrichtungen und Verfahren benötigt die Erfindung keine direkte mechanische Verbindung zur Kraftübertragung von einer Antriebsquelle (z.B. einem Elektro Motor o.dgl.) auf das schneidende Element. Die Erfindung nutzt die Kraftübertragung durch ein magnetisches Feld und erzeugt so schnelle, mechanische Schwingungen/Drehungen des Schneidelements, um den gewünschten Schnitt oder die Perforation auszuführen, beispielsweise also, um die Linsenkapsel eines Auges zu eröffnen. Die Schwingungs- oder Drehfrequenz liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von über 30 Hz, weiter vorzugsweise über 50 Hz und noch weiter bevorzugt im kHz- oder sogar im Ultraschallbereich. Die Frequenz kann dabei in einer Größenordnung liegen, die entweder deutlich niedriger oder höher ist als die elastische Relaxationszeit (Eigenfrequenz) der Membran bzw. der Augenlinsenkapsel, womit besonders zuverlässig ein Schneideffekt bzw. eine Perforation erreicht wird, und zwar sogar dann, wenn die Schneidkante des sich bewegenden Schneidelements nicht optimal scharf geschliffen ist und/oder im Fall eines als Schneidring ausgeführten Schneidelements an der Linsenkapsel nicht zirkulär anliegt. U.a. diese Eigenschaft macht es möglich, das Schneidelement aus Metallen oder mit aus ferromagnetisch erregbarem Metall zumindest teilweise beschichtetem Kunststoff als Einmalgerät zu fertigen. Die Schwingungen, die das Schneidelement infolge des auf es einwirkenden magnetischen Feldes ausführt, können oszillierend sein. Ebenso kann das Schneidelement in eine Dreh- bzw. Rotationsbewegung versetzt werden und es ist natürlich auch möglich, eine Oszillation des Schneidelements mit einer Rotation zu überlagern, um den Schneideffekt zu verbessern. Die Frequenz der Rotationsbewegung kann dabei von der der Schwingung abweichen. Der Feldgenerator weist vorzugsweise mindestens zwei ein wanderndes Erzeugerfeld bildende Erregermagnete auf, die beispielsweise Elektromagnete umfassen bzw. aus solchen bestehen können. Es ist auch nicht erforderlich, dass das Schneidelement zur Ausführung des gewünschten Schnitts eine vollständige oder sogar mehrere Umdrehungen ausführt, sondern es reicht bei entsprechender Ausgestaltung des Schneidelements, beispielsweise als Schneidring mit einer über den gesamten Umfang umlaufenden Schneidkante, eine Teildrehung um einen ggf. sogar nur kleinen Drehwinkel von wenigen Grad, um die Linsenkapsel zu eröffnen.
Bei einer ersten Ausführungsform können die Erregermagnete an einem ringförmigen Magnetträger angeordnet sein, der im Einsatz den Kopf eines Patienten mit Abstand umgibt. Bei einer anderen Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass der Feldgenerator bzw. dessen Erregermagnete am Auge oder in der Augennähe positionierbar ist, indem er beispielsweise ein in der Nähe von oder auf der Lederhaut (Sklera) und/oder der Hornhaut (Kornea) des Auges positionierbares, vorzugsweise ringförmiges oder ringsegmentförmiges Kontaktelement aufweist, wobei die Erregermagnete an dem Kontaktelement angeordnet sind. Zweckmäßig besteht das Schneidelement zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff, insbesondere aus Metall, oder es ist mit einer ferromagnetischen Beschichtung oder einem ferromagnetischen Kern versehen. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen das Schneidelement während des Schneidvorgangs nicht von einem mechanischen Halteelement geführt wird, kann eine ein Halte- und Positioniermagnetfeld für den Schneidelement erzeugende Magneteinrichtung vorgesehen sein, um das Schneidelement in der vom Operateur gewünschten Position zu halten. Diese Magneteinrichtung kann z.B. im Wesentlichen von mindestens einem Dauermagneten und/oder einem schaltbaren Elektromagneten gebildet werden.
Zum Versiegeln der Schnittkanten nach dem mechanischen Schneid/Perforationsvorgang können ggf. thermische/elektrische Effekte genutzt werden; nicht jedoch zum Schneidvorgang selbst.
Ein Ansaugen der Linsenkapsel bzw. des zu schneidenden Gewebes ist grundsätzlich nicht nötig.
Das Schneidelement kann als insbesondere geschlossener Schneidring ausgestaltet sein, so dass es eine umlaufende Schneide bildet oder ähnlich wie eine Topfsäge mit gezahnter Schneidseite ausgestaltet ist. Es ist aber auch möglich, das Schneidelement nach Art eines zwei- oder mehrflügeligen Rotors auszuführen, dessen Rotorflügel an ihren radial außen liegenden Enden mit scharfen Schneidkanten versehen sind. Besonders bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform ein zweiflügeliger Rotor. Die Rotorflügel können dann vorzugsweise so gestaltet sein, dass sie durch einen kleinen Schnitt oder eine Bohrung im Auge ihrer Länge nach eingeführt werden können, so dass ihre scharfen Schneidkanten in Richtung auf die zu eröffnende Augenlinse weisen. Das Schneidelement kann eine zentrale Welle oder Nabe aufweisen, mit der es an dem Halteelement dreh- und zumindest hin und her bewegbar gelagert sein kann. Es führt im elektromagnetischen Feld eine schnelle, meist Kreisbewegung aus, so dass in der Kapsel ein rundes Loch entsteht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Schneidelement Rotorflügel mit vorzugsweise etwa kleeblattförmig gestalteten Wirkflächen aus weichmagnetischem Material zum Einsatz kommen, die Rotorflügel also nicht stab- oder nadelförmig ausgestaltet sind, sondern senkrecht zur Richtung der magnetischen Feldlinien, die von dem Feldgenerator erzeugt werden, eine vergleichsweise große Fläche aufweisen, die in dem Magnetfeld wirksam ist. Diese Gestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Schneidelement lediglich vom Streufeld des Magnetfeldes beaufschlagt wird. Aufgrund der vergleichsweise großen Fläche der Rotorflügel reicht die Feldstärke des magnetischen Streufelds dann noch zuverlässig aus, um den Rotor über seine an den Rotorflügeln geschickt, beispielsweise radial außen, angeordneten ferromagnetischen Bereiche in Bewegung zu bringen.
Vorzugsweise wird das Schneidelement aus elastischen Materialien bzw. Materialkombinationen gefertigt. Hierdurch ist es möglich, das Schneidelement zusammen zu drücken oder zu falten oder in anderer Weise zu verformen, so dass es durch die in der Augenchirurgie üblichen sehr kleinen Inzisionen in das Auge eingeführt werden kann, beispielsweise, indem es durch ein feines Röhrchen in das Augeninnere injiziert wird. Die für den Schneidkopf bzw. das Schneidelement eingesetzten Materialien können z.B. auch Form-Gedächtnis-Eigenschaften (Shape Memory Effect) haben. Sich schnell verändernde/ausdehnende Materialien (z.B. Nitinol wie in der WO 2012/082386 A1 beschrieben) sind weniger geeignet, da ruckartige Bewegungen in der Augenvorderkammer unkontrollierte Berührungen und ggf. Verletzungen intraokularer Gewebe zur Folge haben können. Es sind vor allem Metalle oder Kunststoff-Metall-Kombinationen geeignet, die sich nach Komprimierung langsam wieder in ihre ursprüngliche Form zurück verformen. Dazu kann ggf. auch eine Temperaturänderung genutzt werden, die durch Energiezufuhr (mechanisch, elektrisch, optisch) bewirkt wird. Alternativ ist es auch möglich, eine Formänderung durch mechanische, elektrische und/oder optische Stimulation auszulösen oder zu unterstützen. In der Ausführung als Einmal-Gerät ist der Memoryeffekt besonders einfach zu erreichen, da sich das Schneidelement nach einer Formänderung, z.B. Komprimierung in einem Injektor, nur einmal an seine Form erinnern muss.
Alternativ oder unterstützend können andere mechanische Elemente, wie Mikro-Federn bzw. elastische Brücken, eine Formänderung des Schneidelements im Auge bewirken.
Optische Elemente können am Schneidkopf angebracht sein, um eine Zentrierung des Kapsel-Scheidegerätes im Auge zu erlauben, ggf. in Kombination mit einem Laserstrahl bzw. Lichtmarken, OP-Mikroskop, computergesteuertem Videosystem. Beispielsweise kann das Schneidelement mit einer zentralen Blendenöffnung, einer Linse oder einer optischen Lücke versehen sein, die mit einem bevorzugt an dem Feldgenerator angeordneten optischen Zentriermittel wie beispielsweise einem Fadenkreuz, einem Laser-Zielstrahl oder Lichtstrahl zur Lagebestimmung und/oder Positionierung des Schneidelements beaufschlagbar ist.
Die Erfindung schafft somit ein neuartiges Gerät zur Perforation/Schneiden von Geweben insbesondere im oder am Auge. In der Regel wird das Gerät eingesetzt zur vorderen und hinteren Perforation (Kapsulotomie, Rhexis) der menschlichen Augenlinse. Das Gerät weist ein Schneidelement oder auch Schneidkopf auf, das bzw. der durch eine kleine Inzision ins Auge einführbar ist, und hat eine außerhalb des Auges angeordnete Einrichtung, mit der am Schneidelement auf elektro-magnetischem Weg mechanische Schwingungen bzw. Bewegungen wie bei einem kleinen Elektromotor erzeugt werden. Das derart in mechanische, meist oszillierende, Schwingungen versetzte Schneidelement im Auge bewirkt aufgrund seiner direkten Berührung mit dem Gewebe einen Schneideffekt, ohne dass das Schneidelement hierfür durch die kleine Inzision im Auge mit einem externen Antrieb mechanisch gekoppelt sein muss, ja es ist bei einer bevorzugten Ausführungsform nicht einmal erforderlich, dass das Schneidelement beim Schneidvorgang von außen mittels eines Halters gehalten werden muss. Die Eröffnung der Augenlinsenkapsel hat einen Durchmesser im Bereich von einigen zehn µm bis zu einigen Millimetern (z.B. 0,01 bis 10 mm).
Die Konstruktion kann bei Verwendung eines Schneidelements mit ringförmig geschlossener (geradliniger) Schneide derart sein, dass der Schneidring maßgeblich in z-Achse, d.h. in Richtung auf die Linsenkapsel und zurück schwingt, d.h. der Feldgenerator wirkt dann zusammen mit dem Schneidelement nach Art eines (oszillierenden) Linearmotors. Schwingungen in einer hierzu rechtwinkligen x/y Ebene können je nach Konstruktion des Schneidelements eine geringere Schnittqualität haben.
Die bevorzugt oszillierende Schwingung des Schneidkopfes kann durch eine Rotationsbewegung unterstützt werden. Dazu kann das elektromagnetische Feld, das von dem Feldgenerator erzeugt wird, eine Rotationsbewegung des Schneidelements oder Teilen davon bewirken. Ebenso können die Rotationsbewegung und die Oszillation in Umfangs- oder Z-Richtung verschiedene Frequenzen haben.
Die Frequenz der Schwingungen ist jedenfalls so gewählt, dass eine saubere Perforation der Linsenkapsel erreicht wird, was im Regelfall dann gewährleistet ist, wenn die Frequenz entweder deutlich geringer oder größer ist als die Eigenfrequenz des zu schneidenden Gewebes. Idealerweise liegt sie im Bereich von einigen Hz über den KHz Bereich bis zum MHz Bereich (Ultraschall). Die Schwingung des Schneidelements oder einer an diesem angeordneten Schneide ist nur für kurze Zeit (< 1 min) erforderlich, um den gewünschten Schnitt auszuführen.
Das Schneidelement kann durch die bei einer Augenoperation üblichen Inzisionen (Schnitte unter ca. 2,8mm) ins Auge eingeführt werden. Dies geschieht durch in der Augenchirurgie übliche Injektor- bzw. Röhrensysteme, durch die auch bereits Intraokulare Kunstlinsen, Kapselspannringe, Glaskörper Instrumente u.ä. bei Augenoperationen in das Augeninnere eingeführt werden. Dabei werden die Materialien im Injektor-System zusammengedrückt und entfalten sich im Auge bzw. nehmen im Auge wieder ihre ursprüngliche Form an. Besonders sind dazu Materialien mit Memory-Eigenschaften geeignet. Im Falle des Schneidkopfes können dies (metallbeschichtete) Kunststoffe und Metalle mit Form-Gedächtnis Eigenschaften (shape memory effect) sein. Der Memory Effekt kann dabei z.B. optisch, temperaturabhängig oder mechanisch ausgelöst werden.
Der Schneidkopf bzw. das Schneidelement kann derart gestaltet sein, dass ein optisches Element seine Zentrierung, und damit der Rhexis, relativ zu den optischen Achsen (Gesichtslinie, Apex der Cornea, Mitte der Eintrittspupille, Purkinje-Reflexe) des Auges erlaubt. Dazu kann der Schneidkopf bzw. das Schneidelement beispielsweise eine zentrale Öffnung/Linse/optischen Lücke in der Mitte aufweisen. Diese kann dann von einem optischen Element (z.B. Laserzielstrahl, Licht am OP Mikroskop) angesteuert werden. Dazu kann das Auge des Operateurs selbst zur Zentrierung benutzt werden, oder die Zentrierung kann über elektronische Bildverarbeitung gesteuert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Beispielen näher dargestellt und erläutert sind. Es zeigt:
Fig.1 eine schematisierte Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Rhexis am menschlichen Augen im Schnitt;
Fig.2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer Draufsicht auf das Auge;
Fig.3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in vereinfachter Darstellung in einer Kopfansicht eines mit der Vorrichtung behandelten Patienten;
Fig.4 eine bevorzugte Ausführungsform eines bei der Erfindung eingesetzten Schneidelements in einer Unteransicht; und
Fig.5 den Gegenstand der Fig. 4 in einer Seitenansicht.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zur Erzeugung einer Rhexis, also eines kreisförmigen Schnittes im Auge 10 zur Eröffnung der Augenlinse 11 dient. Hierzu weist die Vorrichtung ein Schneidelement 12 auf, das über eine kleine Inzision 13 in der Hornhaut 14 des zu operierenden Auges 10 in das Augeninnere eingeführt werden kann. Das Schneidelement kann hierfür elastisch verformbar sein, um es durch den vergleichsweise kleinen Schnitt 13 mit dem Augenoperateur bekannten Methoden vergleichbar wie eine Intraokularlinse in das Augeninnere einzuführen. Das Schneidelement ist magnetisierbar bzw. magnetisch, wozu es entweder vollständig aus einem Metall mit ferromagnetischen Eigenschaften besteht oder eine metallische Beschichtung, einen ferromagnetischen Kern oder eine Verstrebung aus (ferromagnetischem) Metall aufweist.
Zu der Vorrichtung gehört weiter eine außerhalb des Auges angeordnete Antriebseinrichtung 15, deren wesentlicher Bestandteil ein Feldgenerator 16 zur Erzeugung eines elektromagnetischen Erzeugerfelds ist, das in den Zeichnungen schematisch durch die strichpunktierten Linien 17 angedeutet ist. Das von dem Feldgenerator 16 erzeugte elektromagnetische Erzeugerfeld beaufschlagt das in das Augeninnere eingesetzte Schneidelement 12, indem es dieses in axialer Richtung in Z-Achse 18 vor und zurück bewegt und/oder rotatorisch um die Z-Achse antreibt oder oszillierend in eine Drehschwingung versetzt.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform weist der Feldgenerator 16 mehrere in einem ringsegmentförmigen Kontaktelement 19 angeordnete Erregermagnete 20 auf, bei denen es sich um Elektromagnete handelt, die zur Erzeugung des Erzeugerfelds mittels einer lediglich schematisch dargestellten Steuerungs- und Regeleinheit 21 geschaltet werden. Dabei werden die Erregermagnete 20 derart angesteuert, dass sie ein auf einer Kreisbahn wanderndes Erzeugerfeld um die Z-Achse 18 erzeugen, aufgrund dessen das Schneidelement 12 im Augeninneren in eine entsprechende Drehung versetzt wird. Dem kreisförmig umlaufenden Erzeugerfeld kann ein Erzeugerfeld in Z-Achse überlagert werden durch eine vorzugsweise pulsierende An- und Abschaltung der Erregermagnete, womit auf das Schneidelement eine Kraft in Axialrichtung gegen die Augenlinse 11 ausgeübt wird, gegen die das ringförmige Schneidelement 12 mit seiner vorderen Schneidkante 22 drückt.
Man erkennt in Fig. 2, dass das ringsegmentförmige Kontaktelement 19, an dem die im Ausführungsbeispiel insgesamt sechs Erregermagnete angeordnet sind, eine sich über einen Winkel von etwa 120 ° erstreckende Unterbrechung 23 aufweist. In diesem Bereich lässt das Kontaktelement, das ansonsten an der Lederhaut des Auges anliegt, einen Arbeitsbereich für den Operateur frei, in dem dieser die Inzision 13 anbringen kann, durch die hindurch das Schneidelement ins Augeninnere eingeführt und nach Erzeugen des Schnittes wieder entfernt werden kann und durch die hindurch das Schneidelement mit einem geeigneten Werkzeug vor Einschalten des Feldgenerators korrekt ausgerichtet werden kann. Die Inzision 13 dient dann später auch dafür, die zu implantierende Kunstlinse in das Auge einzubringen.
Um die korrekte Ausrichtung des Schneidelements 12 im Auge zu erleichtern, ist die Vorrichtung mit einem am Feldgenerator 16 angeordneten Zentriermittel versehen, bei dem es sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel um zwei nicht näher dargestellte Lichtstrahlprojektoren handelt, mit denen auf die Hornhaut des Auges ein Fadenkreuz projiziert werden kann, das in Fig. 2 mit 24 bezeichnet ist. Das Schneidelement 12 hat ein optisches Zentrierelement, beispielsweise ebenfalls ein aus zwei sich kreuzenden, bevorzugt flexiblen Streben oder Fäden bestehendes Kreuz, deren Kreuzungspunkt vom Operateur genau unter den Kreuzungspunkt des Fadenkreuzes 14 gebracht wird, um so das Schneidelement 12 genau in die gewünschte Position an der Augenlinse 11 zu bringen. Es ist möglich, dieses in Fig. 1 bei 25 angedeutete Zentrierelement aus einem ferromagnetischen Werkstoff vorzusehen, so dass dieses Zentrierelement für die Umsetzung des elektromagnetischen Felds in die gewünschte mechanische Bewegung des Schneidelements 12 sorgt.
Die in Fig. 3 illustrierte, zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass der Feldgenerator für die Erzeugung des elektromagnetischen Felds hier nicht in unmittelbarer Nähe des Schneidelements direkt am Auge des zu operierenden Patienten angeordnet ist, sondern an einer Apparatur, die den gesamten Kopf des Patienten in größerem Abstand zum Schneidelement umgibt. Die Erregermagnete sind dabei an Magnetträgern 26 angeordnet, von denen mehrere vorzugsweise in gleichmäßigem Winkelabstand voneinander den Kopf des Patienten auf Höhe des zu operierenden Auges umgeben. Man erkennt, dass bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Operationstisch 27 mit dem darauf liegenden Patienten seitlich verschoben werden kann, um das zu operierende Auge optimal relativ zu den Magnetträgern 26 einzustellen.
In den Fig.4 und 5 ist eine alternative Ausgestaltung eines Schneidelements dargestellt, das bei der Erfindung zum Einsatz kommen kann. Das Schneidelement 12 hat bei dieser Ausführungsform zwei etwa kleeblattförmige Rotorflügel 28, die an einer zentralen Welle 29 des als zweiflügeliger Rotor 30 ausgestalteten Schneidelements angebracht sind. Die Rotorwelle 29 ist drehbar an einem Halteelement 31 gelagert, mit dem das Schneidelement vom Operateur durch die Inzision im Auge in das Augeninnere eingeführt und dort in der gewünschten Position gehalten werden kann. Die Rotorflügel, die von verhältnismäßig großen Flächen aus weichmagnetischem Material gebildet werden, können hierfür elastisch verformbar sein, so dass sie sich für das Einbringen des Elements ins Augeninnere zusammenfalten und hierdurch verkleinern lassen. An ihren radial außen liegenden Randbereichen 32 sind die Rotorflügel mit Schneidkanten 33 oder -spitzen versehen, die bei Drehung des Schneidrotors im Auge die Augenlinse kreisförmig in der gewünschten Weise eröffnen. Die in Axialrichtung (Z-Achse) wirkende Druckkraft kann dabei vom Operateur oder einem Operationsroboter mittels des Haltelements ausgeübt werden.
Mit der Erfindung wird ein berührungsloser, magnetischer, quasi elektromotorischer Antrieb zur Bewegung des Schneidelements im Augeninneren geschaffen, wobei das Schneidelement dem beweglichen Rotor und der Feldgenerator den ortsfesten Stator entspricht. Es ist mit der Erfindung möglich, die Augenlinse hochpräzise zur Durchführung einer Kapsulotomie zu eröffnen, wobei während des eigentlichen Schneidvorgangs äußere Einflüsse, wie sie bei bislang bekannten Systemen infolge einer mechanischen Kopplung des Schneidelements am zugehörigen Antrieb regelmäßig auftraten, zuverlässig vermieden werden.
Um das Schneidelement in einfacher Weise durch den kleinen Schnitt 13 in der Augenhornhaut ins Augeninnere einzubringen und auf selbem Wege wieder zu entfernen, ist es vorzugsweise verformbar und besteht insbesondere aus einem Material mit Form-Erinnerungseigenschaften (Memory-Werkstoff) wie dies in vielen technischen Bereichen bekannt ist. Solche Memory-Werkstoffe können Kunststoffwerkstoffe oder metallische Werkstoffe sein, die ihre ursprüngliche Form beispielsweise bei Beaufschlagung mit Licht- oder Wärmeenergie wieder einnehmen

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Schnitten oder Perforationen am menschlichem oder tierischem Auge zur vorderen oder hinteren Eröffnung der Augenlinse (Kapsulotomie, Rhexis), mit einem ins Augeninnere einführbaren Schneidelement und einer außerhalb des Auges angeordneten Antriebseinrichtung , um das Schneidelement im Inneren des Auges in eine Bewegung, insbesondere oszillierende Schwingungen oder Rotation zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (15) einen Feldgenerator (16) zur Erzeugung eines magnetischen oder elektro-magnetischen Erzeugerfelds (17) aufweist und das Schneidelement (12) mittels des von dem Feldgenerator (16) erzeugten Felds (17) erregbar, insbesondere antreibbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldgenerator (16) mit Mitteln zur Erzeugung eines in axialer Richtung wirkenden, vorzugsweise oszillierenden Erzeugerfelds versehen ist, mittels dessen das Schneidelement maßgeblich in z-Achse in Richtung auf die Linsenkapsel anstellbar und/oder in Schwingung versetzbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldgenerator (16) mit Mitteln zur Erzeugung eines auf einer Kreisbahn umlaufenden oder oszillierenden Erzeugerfelds versehen ist, mittels dessen das Schneidelement in einer x-y-Ebene senkrecht zur Richtung auf die Linsenkapsel in Schwingung oder Rotation versetzbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) sowohl in z-Richtung oszillierend als auch um die z-Achse rotierend oder oszillierend antreibbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) beweglich, insbesondere drehbar, an einem Halteelement (31) gelagert und mit diesem durch eine Eröffnung (13) im Auge (10) in das Augeninnere einführbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) als insbesondere geschlossener Schneidring ausgestaltet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) nach Art eines mehrflügeligen, vorzugsweise zweiflügeligen Rotors (30)ausgestaltet ist, dessen Rotorflügel (28) an ihren radial außen liegenden Enden mit scharfen Schneidkanten (33) versehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldgenerator (16) mindestens zwei ein wanderndes Erzeugerfeld bildende Erregermagnete (20) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregermagnete (20) Elektromagnete umfassen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldgenerator nach Art eines Stators eines Schrittmotors ausgestaltet ist und das als Rotor wirkende Schneidelement um einen oder mehrere Teilbeträge einer vollen Umdrehung verdreht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregermagnete (20) an einem vorzugsweise ringförmigen Magnetträger (26) angeordnet sind, der im Einsatz den Kopf eines Patienten mit Abstand umgibt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldgenerator (16) ein auf oder in der Nähe der Lederhaut (Sklera) und/oder der Hornhaut (Kornea) des Auges (10) positionierbares, vorzugsweise ringförmiges oder ringsegmentförmiges Kontaktelement (19) aufweist und dass die Erregermagnete (20) an dem Kontaktelement (19) angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine ein Halte- und Positioniermagnetfeld für das Schneidelement erzeugende Magneteinrichtung.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung im Wesentlichen von mindestens einem Dauermagneten und/oder einem schaltbaren Elektromagneten gebildet wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff, insbesondere Metall besteht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) verformbar ist und bevorzugt teilweise aus einem Material, insbesondere einen Kunststoff, mit Memory-Eigenschaften besteht.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) mit einem optischen Zentrierelement (25) wie beispielsweise einer zentralen Blendenöffnung, einer Linse oder einer optischen Lücke versehen ist, das von einem bevorzugt an dem Feldgenerator (16) angeordneten optischen Zentriermittel (24) wie beispielsweise einem Fadenkreuz, einem Laser-Zielstrahl oder Lichtstrahl zur Lagebestimmung und/oder Positionierung des Schneidelements (12) beaufschlagbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (12) mit einer radialen Verstrebung, vorzugsweise aus ferromagnetischem Werkstoff, versehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem Feldgenerator (16) eine Steuer- oder Regeleinrichtung (21) zur Modulation des mit ihm erzeugbaren Felds (17) zugeordnet ist.
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