УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОФТАЛЬМОХИРУРГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ Российский патент 2000 года по МПК A61F9/08 

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при хирургическом лечении катаракты.

Известно устройство для удаления катарактальных тканей (US Patent N 5,403,307 от 4 апреля 1995 г.), содержащее источник лазерного излучения и операционный микроскоп.

Недостатками этого устройства являются невозможность работы с твердыми хрусталиковыми массами, длительность процедуры и травматичность, связанная с неоптимальностью воздействия.

Известно устройство для офтальмохирургических операций, содержащее источник лазерного излучения, лазерный наконечник и устройство ирригации-аспирации с наконечником (проспект фирмы Premier Laser Systems Inc 5/1996 г.).

Недостатками этого устройства являются невозможность работы с твердыми хрусталиковыми массами, длительность процедуры и травматичность, связанная с неоптимальностью воздействия.

Задачей изобретения является разработка устройства для удаления катаракт любой этиологии и высокой степени плотности, используя эффект дополнительного дробления хрусталиковых масс внутри или вне аспирационного канала, при этом избежать закупоривания аспирационного канала, понизить травматичность операции, сократить расход ирригационной жидкости и время проведения операции, а также избежать перегрева глаза при проведении операции.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для офтальмохирургических операций, содержащем источник импульсного лазерного излучения с лазерным наконечником и средство для ирригации-аспирации, снабженное наконечником, причем рабочие части указанных наконечников размещаются в переднем отрезке глаза при удалении катарактально измененного хрусталика, согласно изобретению указанные наконечники предназначены для ввода в полость глаза через два изолированных разреза, причем лазерный наконечник размещен под углом от 1 до 180 град к наконечнику средства для ирригации-аспирации, а устройство дополнительно содержит средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза или в непосредственной близости от него акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, падающим на хрусталик глаза, выполненное в виде по меньшей мере одного полого тела, стенки которого выполнены из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого находится в пределах от 0,001 см до 10000 см, и отношение длины которого к его внутреннему диаметру находится в пределах от 1 до 100, при этом средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны размещено коаксиально с наконечником для ирригации-аспирации.

Целесообразно, чтобы устройство дополнительно содержало средство для изменения волнового фронта акустической волны и концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, падающим на хрусталик глаза, выполненное в виде линзы или тела цилиндрической формы с переменным показателем преломления, размещенное на дистальном конце рабочей части лазерного наконечника.

Целесообразно, чтобы устройство содержало также дополнительный наконечник, который размещен в дополнительном отверстии в переднем отрезке глаза при удалении катарактально измененного хрусталика под углом к наконечнику для ирригации-аспирации, находящегося в пределах от 1 до 180 град, и в дополнительном наконечнике размещено средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны.

Целесообразно, чтобы устройство содержало средство для преобразования по меньшей мере 1/4 части лазерного излучения в акустическую волну, размещено на пути лазерного луча и выполнено из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого больше, чем коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения материала средства для концентрации, при этом средство для преобразования было выполнено в виде сплошного тела, или пленки, или частиц и размещено на наконечнике, выбранном из группы, состоящей из лазерного наконечника, ирригационно-аспирационного наконечника и дополнительного наконечника, а также на средстве для концентрации или в теле средства для концентрации.

Выгодно, чтобы коэффициент шероховатости (R_z) внутренней поверхности ирригационно-аспирационного наконечника был меньше 0,05.

Изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает устройства для офтальмохирургических операций, когда средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны размещено на наконечнике для ирригации-аспирации, согласно изобретению;
фиг. 2 изображает схему устройства, вариант выполнения, когда средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны размещено на лазерном наконечнике, согласно изобретению;
фиг. 3 изображает схему устройства, вариант выполнения, когда средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны размещено на дополнительном наконечнике, согласно изобретению;
фиг. 4 и фиг.5 изображает средство для изменения волнового фронта акустической волны и концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, согласно изобретению;
фиг.6 изображает средство для преобразования лазерного излучения в акустическую волну, размещенное на лазерном наконечнике, согласно изобретению;
фиг.7 изображает средство для преобразования лазерного излучения в акустическую волну, размещенное на дополнительном наконечнике, согласно изобретению;
фиг.8 изображает средство для преобразования лазерного излучения в акустическую волну в виде выемок, размещенное на ирригационно-аспирационном наконечнике, согласно изобретению;
фиг.9 изображает средство для преобразования лазерного излучения и акустическую волну в виде выемок и включений и средство для концентрации, размещенные на ирригационно-аспирационном наконечнике, согласно изобретению;
фиг.10 изображает средство для преобразования лазерного излучения в акустическую волну в виде выемок и включений и средство для концентрации, размещенные в дополнительном наконечнике, согласно изобретению;
фиг.11 изображает вариант выполнения устройства, когда средство для преобразования размещено на лазерном наконечнике, а средство для концентрации размещено в дополнительном наконечнике, согласно изобретению;
фиг. 12 изображает вариант выполнения устройства, когда средство для преобразования размещено на дополнительном наконечнике, а средство для концентрации размещено на ирригационно-аспирационном наконечнике, согласно изобретению;
фиг. 13 изображает вариант выполнения устройства, когда средство для преобразования и средство для концентрации размещены на дополнительном наконечнике;
фиг. 14 изображает вариант выполнения устройства, когда средство для концентрации размещено на лазерном наконечнике, а средство для преобразования размещено в дополнительном наконечнике, который находится в плоскости распространения лазерного луча, согласно изобретению;
фиг. 15 изображает принцип работы устройства, начальный этап операции, согласно изобретению;
фиг. 16 изображает принцип работы устройства, промежуточный этап операции, согласно изобретению;
фиг. 17 изображает принцип работы устройства, заключительный этап операции, согласно изобретению.

Устройство содержит источник 1 (фиг. 1) импульсного лазерного излучения с лазерным наконечником 2 и средство 3 для ирригации- аспирации для эвакуации продуктов разрушения хрусталика, снабженное наконечником 4. Рабочие части указанных наконечников 2,4 размещаются в переднем отрезке 5 глаза 6 при удалении катарактально измененного хрусталика 7.

Наконечники 2,4 вводятся в полость глаза 6 через два изолированных разреза 8,9 соответственно, причем лазерный наконечник 2 может быть размещен под углом от 1 до 180 град к наконечнику 4 средства для ирригации-аспирации. В описываемом варианте указанный угол составляет 90 град угловых.

Устройство дополнительно содержит средство 10 для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза или в непосредственной близости от него акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, падающим на хрусталик 7 глаза, выполненное в виде по меньшей мере одного полого тела. В описываемом варианте указанное средство 10 представляет собой цилиндр 11, стенки которого выполнены из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого находится в пределах от 0,001 см до 10000 см. При этом отношение длины цилиндра 11 к его внутреннему диаметру находится в пределах от 1 до 100. Цилиндр 11 размещен коаксиально с наконечником 4 при ирригации-аспирации.

Возможен альтернативный вариант выполнения устройства, когда средство 10 для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны выполнено аналогично описанному выше, но размещено коаксиально с лазерным наконечником 2 (фиг.2).

Устройство дополнительно содержит средство 12 (фиг. 4) и (фиг. 5) для изменения волнового фронта акустической волны и концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, падающим на хрусталик глаза. Средство 12, выполненное в виде линзы 13 (фиг. 4) или тела цилиндрической формы 14 (фиг. 5), которые имеют переменный показатель преломления. Средство 11 размещено на дистальном конце 15 рабочей части лазерного наконечника 2.

Возможен еще один вариант выполнения устройства, когда устройство содержит дополнительный наконечник 16 (фиг.3), который размещен в дополнительном отверстии 17 в переднем отрезке 5 глаза 6 под углом к наконечнику 4 для ирригации-аспирации, находящемся в пределах от 1 до 180 град. В описываемом варианте этот угол равен 30 град. В дополнительном наконечнике 16 размещено средство 10 для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны.

Устройство содержит также средство 18 для преобразования по меньшей мере 1/4 части лазерного излучения в акустическую волну, размещенное на пути лазерного луча. Средство 18 выполнено из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого больше, чем коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения материала средства 10 для концентрации.

Указанное средство 18 для преобразования выполнено в виде сплошного тела, или пленки, или частиц, и может быть размещено на наконечнике, выбранном из группы, состоящей из лазерного наконечника 2, ирригационно-аспирационного наконечника 4 и дополнительного наконечника 16, а также на средстве 10 для концентрации или в теле средства 10 для концентрации.

На фиг. 6 показан вариант выполнения, когда средство 18 размещено на рабочей части лазерного наконечника 2 и представляет собой заглушку из стекла с включениями из серебра или золота, насаженную на лазерный наконечник 2.

На фиг. 7 представлен вариант, когда средство 18 выполнено в виде сплошного слоя из материала, выбранного из группы, состоящей из серебра, золота, алюминия, углерода, окиси титана, размещенного на внутренней поверхности дополнительного наконечника 16. Возможен вариант (на фиг. не показан), когда сплошной слой размещен на наружной поверхности наконечника 16.

Возможен еще один вариант, когда средство 18 выполнено в виде слоя, размещенного на внешней поверхности ирригационно-аспирационного наконечника 4 (на фиг. не показано), либо средство 18 (фиг.8) может быть совмещено с ирригационно-аспирационным наконечником 4. При этом на внешней поверхности ирригационно-аспирационного наконечника 4 выполнены выемки 19, заполненные, например, порошком окиси титана.

Возможен еще один вариант выполнения, когда на ирригационно-аспирационном наконечнике 4 (фиг. 9) одновременно размещены средство 10 для концентрации и средство 18 для преобразования, между которыми размещен слой 20 материала, акустическое сопротивление которого меньше 100 Па•с/м³, например, слой из стекла. Этот слой необходим для того, чтобы эффективно пропустить акустическую волну к средству 10 для концентрации.

Указанные средства 10 и 18 могут быть размещены на дополнительном наконечнике 16 (фиг. 10) так, что средство 10 для концентрации размещено на внутренней поверхности дополнительного наконечника 16, а средство 18 для преобразования закреплено на внешней стороне дополнительного наконечника 16 в непосредственной близости от его конца под углом от 10 до 170 град.

Длина волны источника 1 лазерного излучения находится в пределах от 1,06 до 2,94 мкм и выбирается, исходя из коэффициента поглощения тканей катарактально измененного хрусталика и минимального поражения окружающих тканей.

Устройство дополнительно содержит модулятор (не показан) для преобразования временной структуры лазерного импульса так, чтобы частота модуляции лазерного импульса была равна или кратна резонансной частоте средства концентрации акустической волны. Модуляция лазерного излучения позволит более эффективно преобразовать лазерное излучение в акустическую волну, т.к. с увеличением глубины модуляции доля акустической мощности возрастает, а резонанс позволяет наиболее эффективно передать энергию акустической волны в биоткань.

Коэффициент шероховатости (R_z) внутренней поверхности ирригационно-аспирационного наконечника 4 меньше 0,05.

Устройство для удаления катаракт работает следующим образом.

В переднюю камеру 5 (фиг. 1) глаза 6 через двухмиллиметровый основной разрез 9 вводится наконечник 4 устройства 3 ирригации-аспирации. В рабочей части наконечника 4 размещено средство 10 для концентрации акустической волны и средство 18 для преобразования (не показано).

Через дополнительный разрез 8 у лимба под углом 90 град к основному разрезу 9 в переднюю камеру 5 глаза 6 вводится рабочая часть лазерного наконечника 2.

Наконечник 4 (фиг.15) содержит две полые трубки 21, 22. Внешняя трубка 22 служит для создания ирригационного канала для подачи ирригационной жидкости в полость глаза через отверстия 23. Внутренняя трубка 21 имеет стенки, прозрачные для длины волны, генерируемой лазером, и содержит средство 18 для преобразования лазерного излучения в виде включений из золота и средство 10 для концентрации в виде пленки из флюорита.

Включают средство 3 ирригации-аспирации. Наконечник 4 располагают так, чтобы конец внутренней трубки 21 находился на расстоянии приблизительно 1-2 мм от поверхности хрусталика 7. Включают источник 1 импульсного лазерного излучения. Лазерное излучение направляют на поверхность хрусталика 7. Рабочий конец оптического волокна располагают на расстоянии около 1 мм от поверхности хрусталика 7.

Лазерное излучение при взаимодействии с веществом хрусталика 7 преобразуется в акустическую волну (показана сплошной линией со стрелками на фиг. 15). Акустическая волна распространяется в передней камере 5 глаза и попадает в полную трубку 21, где находятся средство 10 концентрации и средство 18 преобразования. Внутри полой трубки 21 происходит многократное усиление акустической волны за счет многократного отражения акустической волны от стенок средства 10 для концентрации. Далее усиленная волна направляется на поверхность хрусталика 7 и разрушает его, вызывая фрагментацию хрусталиковых фибрилл.

Осуществляют перемещение лазерного наконечника 2 над поверхностью хрусталика 7, что приводит к расширению дефекта и образованию кратера в хрусталике 7. Осуществляют перемещение лазерного наконечника 2 в сторону наконечника 4 и располагают его над поверхностью трубки 21. Лазерное излучение попадает на поверхность средства 18 для преобразования и трансформируется в акустические колебания, которые передаются на внутреннюю поверхность трубки на средство 10 для концентрации и многократно усиливаются этим средством 10 (показано на фиг. 15 пунктирной линией). Усиленные акустические колебания направляются на поверхность хрусталика 7, вызывая дополнительную фрагментацию хрусталикового вещества, что приводит к окончательному разделению хрусталика 7 на несколько отдельных хрусталиковых сегментов 24.

Затем производят удаление образовавшихся хрусталиковых сегментов 24 (фиг.15). Этот этап начинается с присасывания одного из хрусталиковых сегментов 24 к входному отверстию аспирационного канала 25, при этом сигмент 24 частично входит в аспирационный канал 25. Лазерное излучение направляют на поверхность хрусталикового сегмента 24, но не на конец трубки 21.

Лазерное излучение при воздействии с веществом хрусталика 7 преобразуется в акустическую волну (показана сплошной линией со стрелками на фиг.16). Акустическая волна распространяется в передней камере 5 глаза и попадает в полую трубку 21, где находятся средство 10 концентрации и средство 18 преобразования. Внутри полой трубки 21 происходит многократное усиление акустической волны за счет многократного отражения акустической волны от стенок средства 10 для концентрации. Далее усиленная волна направляется на поверхность хрусталика 7 на фрагмент 24 и раскалывает его.

Дополнительное дробление фрагмента 24 осуществляют путем перемещения лазерного наконечника 2 в сторону наконечника 4 и располагают его над поверхностью трубки 21. Лазерное излучение попадает на поверхность средства 18 для преобразования и трансформируется в акустические колебания, которые передаются на внутреннюю поверхность трубки на средство 10 для концентрации и многократно усиливаются этим средством 10 (показано на фиг. 16 пунктирной линией). Усиленные акустические колебания направляются на поверхность фрагмента 24 у аспирационного отверстия, вызывая дополнительную фрагментацию хрусталикого вещества, находящегося у аспирационного канала 25, что приводит к окончательному разделению фрагмента 24 хрусталика 7 на мелкие части, размер которых меньше диаметра аспирационного канала 25.

На фиг. 17 показан заключительный этап удаления измельченных хрусталиковых фрагментов, поступающих в аспирационный канал 25 при аспирации. Для этого лазерное излучение направляют на край трубки 21. Излучение при этом поглощается материалом средства 18 преобразования и трансформируется в дополнительные акустические колебания. Последние фокусируются средством 10 концентрации на хрусталиковый фрагмент 24 внутри трубки 21 и дополнительно фрагментируют фрагменты 24, что позволяет осуществить их полную аспирацию из аспирационного канала 25.

В случае размещения средства 10 (фиг. 11) для концентрации на дополнительном наконечнике 16, а средства 18 для преобразования на лазерном наконечнике 2 может быть достигнуто мощное усиление акустической волны (показана пунктиром) при фиксированном положении лазерного наконечника 2, ирригационно-аспирационного наконечника 4 и дополнительного наконечника 16 за счет эффективного преобразования лазерного излучения в акустическую волну на поверхности световода, поскольку отсутствуют потери лазерной энергии, вызванные поглощением лазерной энергии слоем воды перед хрусталиком. При этом средство 10 для концентрации усиливает уже усиленные колебания.

В случае размещения средства 10 (фиг. 12) для концентрации на ирригационно-аспирационном наконечнике 4, а средства 18 для преобразования на дополнительном наконечнике 16 может быть достигнуто мощное усиление акустической волны (показана пунктиром) при фиксированном положении лазерного наконечника 2, ирригационно-аспирационного наконечника 4 и дополнительного наконечника 16 за счет эффективного преобразования лазерного излучения в акустическую волну в непосредственной близости от поверхности световода, поскольку снижаются потери лазерной энергии, вызванные поглощением лазерной энергии слоем воды перед хрусталиком. При этом средство 10 для концентрации усиливает уже усиленные колебания.

В случае размещения средства 10 (фиг. 13) для концентрации и средства 18 для преобразования на дополнительном наконечнике 16 может быть достигнуто мощное усиление акустической волны (показана пунктиром) при фиксированном положении лазерного наконечника 2, ирригационно-аспирационного наконечника 4 и дополнительного наконечника 16 за счет эффективного преобразования лазерного излучения в акустическую волну в непосредственной близости от поверхности световода, поскольку снижаются потери лазерной энергии, вызванные поглощением лазерной энергии слоем воды перед хрусталиком.

В случае размещения средства 10 (фиг. 14) для концентрации на дополнительном наконечнике 16, а средства 18 для преобразования на лазерном наконечнике 2 может быть достигнуто мощное усиление акустической волны (показана пунктиром) при фиксированном положении лазерного наконечника 2, ирригационно-аспирационного наконечника 4 и дополнительного наконечника 16 за счет эффективного преобразования лазерного излучения в акустическую волну на поверхности световода, поскольку отсутствуют потери лазерной энергии, вызванные поглощением лазерной энергии слоем воды перед хрусталиком. При этом средство 10 для концентрации усиливает уже усиленные колебания.

В случае размещения средства 10 (фиг. 3) для концентрации на дополнительном наконечнике 16 без средства 18 для преобразования может быть достигнуто мощное усиление акустической волны при фиксированном положении наконечника 2, ирригационно-аспирационного наконечника 4 и дополнительного наконечника 16 за счет эффективного преобразования лазерного излучения в акустическую волну на поверхности световода, поскольку отсутствуют потери лазерной энергии, вызванные поглощением лазерной энергии слоем воды перед хрусталиком.

Для предотвращения присасывания задней стенки капсулы хрусталика к аспирационному каналу 25 во время проведения операции устройство содержит средство 26 (фиг. 1) для предотвращения присасывания, выполненное в виде лопаточки из полимерного материала, закрепленной на рабочей части ирригационно-аспирационного наконечника 4.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при хирургическом лечении катаракты. Устройство содержит источник импульсного лазерного излучения с лазерным наконечником и средство для ирригации-аспирации, снабженное наконечником. Рабочие части указанных наконечников размещаются в переднем отрезке глаза при удалении катарактально измененного хрусталика. Указанные наконечники согласно изобретению вводят в полость глаза через два изолированных разреза, причем лазерный наконечник размещен под углом 1 - 180^o к наконечнику средства для ирригации-аспирации. Устройство дополнительно содержит средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза или в непосредственной близости от него акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, которое падает на хрусталик глаза. Указанное средство выполнено в виде по меньшей мере одного полого тела, стенки которого выполнены из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого находится в пределах 0,001 - 10000,0 см. Отношение длины указанного полого тела к его внутреннему диаметру находится в пределах 1 - 100. Средство для концентрации на катарактально измененном хрусталике глаза акустической волны размещено коаксиально с наконечником для ирригации-аспирации. Целесообразно, чтобы устройство дополнительно содержало средство для изменения волнового фронта акустической волны и концентрации на катарактально измененном хрусталике. Указанное устройство позволяет избежать закупоривания аспирационного канала, понизить травматичность операции, сократить расход ирригационной жидкости и время проведения операции, а также избежать перегрева глаза при проведении операции. 4 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Устройство для офтальмохирургических операций, содержащее источник импульсного лазерного излучения с лазерным наконечником и средства для ирригации-аспирации, снабженное наконечником, причем рабочие части указанных наконечников размещаются в переднем отрезке глаза при удалении катарактальноизмененного хрусталика, отличающееся тем, что указанные наконечники предназначены для ввода в полость глаза через два изолированных разреза, причем лазерный наконечник размещен под углом 1 - 180^o к наконечнику средства для ирригации-аспирации, а устройство дополнительно содержит средство для концентрации на катарактальноизмененном хрусталике глаза или в непосредственной близости от него акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, падающим на хрусталик глаза, выполненное в виде по меньшей мере одного полого тела, стенки которого выполнены из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого находится в пределах 0,001 - 10000,0 см и отношение длины которого к его внутреннему диаметру находится в пределах 1 - 100, при этом средство для концентрации на катарактальноизмененном хрусталике глаза акустической волны размещено коаксиально с наконечником для ирригации-аспирации, а также дополнительно содержит средство для предотвращения присасывания задней стенки капсулы хрусталика к
аспирационному каналу, выполненное в виде лопаточки из полимерного материала и закрепленное на рабочей части ирригационно-аспирационного наконечника. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для изменения волнового фронта акустической волны и концентрации на катарактальноизмененном хрусталике глаза акустической волны, индуцированной импульсным лазерным излучением, падающим на хрусталик глаза, выполненное в виде линзы или тела цилиндрической формы с переменным показателем преломления, размещенное на дистальном конце рабочей части лазерного наконечника. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при этом устройство содержит также дополнительный наконечник, который размещен в дополнительном отверстии в переднем отрезке глаза при удалении катарактальноизмененного хрусталика под углом к наконечнику для ирригации-аспирации, находящемся в пределах 1 - 180^o, и в дополнительном наконечнике размещено средство для концентрации на катарактальноизмененном хрусталике глаза акустической волны. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит средство для преобразования по меньшей мере 1/4 части лазерного излучения в акустическую волну, размещенное на пути лазерного луча и выполненное из материала, коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения которого больше, чем коэффициент поглощения света на длине волны лазерного излучения материала средства для концентрации, при этом средство для преобразования выполнено в виде сплошного тела, или пленки, или частиц и размещено на наконечнике, выбранном из группы, состоящей из лазерного наконечника, ирригационно-аспирационного наконечника и дополнительного наконечника, а также на средстве для концентрации или в теле средства для концентрации. 5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что коэффициент шероховатости (R_Z) внутренней поверхности ирригационно-аспирационного наконечника меньше 0,05.