Устройство для лазерной хирургии биологической ткани глаза Советский патент 1993 года по МПК A61F9/00 A61N5/06 

Изобретение касается устройства для лазерной хирургии биологической ткани, в частности глаза, с импульсным эксимерным лазером со световодом, со средством для отсоса удаленной ткани с трубопроводом и сродством промывки наконечника световода Уже известно удаление биологической ткгни на основе известного эффекта фото- ра (ложения (фото травления) с помощью ко- ро ких лазерных импульсов.

В основу изобретения положена задача создания устройства для медицинской хи- ру эгии биологической ткани глаза с помощью лазерного излучения, которое не нуждается в подогнанном по длине волны оптимально к обрабатываемой ткани из- лу ении и которое позволяет повысить безопасность при оперативном вмешатель- ст( е. Эта задача решается за счет того, что в устройство введен соединенный с трубоп- ро юдом для промывки дозатор лекарственного вещества, поглощающего в диапазоне длины волны лазерного излучения и обладающего способностью проникать в обработанную лазерным лучом ткань.

Особенно предпочтительным для микрохирургии глаза оказалось применение излучающего при длине волны 193 нм или 308 нм эксимерного лазера в сочетании с поглощающими в ультрафиолетовом диапазоне фармацевтическими средствами, которые содержат в качестве поглощающей в ультрафиолетовом диапазоне составной части сульфонамид, как, например, сульфодими- зин натрия или сульфацетамид. Другими пригодными поглощающими в ультрафиолетовом диапазоне классами субстанций являются: сульфонамиды, тетрациклины, местные анестезирующие средства, как, например, оксибупроцаин-HCt или тетрацаин- HCI, бета-блокирующие средства, как, например, бефунололгидрохлорид, витамиЁ

00

со

4 00

сл ел

со

ны, как, например, витамин В или витамин С.

Кроме того, пригодными для указанной цели являются такие субстанции, как индо- метацин, ацетазоламид, пара-аминобен- зойная кислота, пиридоксин-НС, пириметамины, фолевая кислота, а также известное под названием Evans blue вещество. Все эти субстанции содержат ароматические кольцевые системы, которые обеспечивают поглощение ультрафиолетового излучения.

Использованная в диапазоне длины волны лазерного излучения поглощающая субстанция должна была бы содержаться в жидкости-носителе, галеника которой обеспечивает проникновение в нагруженную органическую ткань. Однако, так как хорошая проникающая способность одновременно обеспечивает то, что использованная поглощающая субстанция также вновь относительно быстро диффундирует из зоны, в которой происходит хирургическое вмешательство, предпочтительно использовать периодически работающий лазер и вновь и вновь добавлять поглощающую субстанцию в промежутках между лазерными импульсами. Это может осуществляться, например, благодаря тому, что поглощающая субстанция с помощью дозирующего устройства добавляется к уже и так необходимой при многих вмешательствах промывной жидкости.

Поэтому для устройства согласно изобретению целесообразно предусмотреть добавление субстанции с помощью управляемого блоком электроники дозирующего устройства.

Кроме того, целесообразно измерять во время обработки лазером флуоресценцию или пропускающую способность обрабатываемого места и отключать лазер, как только измеренные величины превысят заранее определенные граничные значения или будут ниже их, которые выбраны, принимая во внимание, по возможности незначительное повреждение ткани.

На фиг.1 изображена блок-схема общего построения устройства согласно изобретению; на фиг.2а, 2Ь и 2с - изображения в увеличенном масштабе различных примеров выполнения торцевой стороны использованных стекловолокон; на фиг.За - вид в разрезе пригодного для витректомии ручного участка в разрезе вдоль оси закрепленного в нем световолокна; на фиг.ЗЬ и Зс - радиальные разрезы наконечника, показанного на фиг.За ручного участка; на фиг.4 - вид в разрезе пригодного для отслоения хрусталика ручного участка вдоль оси расположенного в нем стекловолокна; на фиг.5 - вид в разрезе пригодного для гониопункти- рования ручного участка вдоль оси расположенного в нем световолокна; на фиг.ба - блок-схема, которая показывает опытную , конструкцию для определения ультрафиолетовой экспозиции сетчатой оболочки глаза во время отслоения хрусталика с помощью изображенного на фиг.4 ручного

инструмента; на фиг.бЬ - блок-схема, которая показывает процесс витректомии (хирургии стекловидного яблока) с помощью изображенного на фиг.З ручного инструмента; на фиг.бс - блок-схема, которая показы5 вает гониоотслоение (фистульная операция глаукомы в углу камеры глаза) с использованием показанного на фиг.5 ручного инструмента; на фиг.7 - блок-схема, которая показывает общее построение устройства в

0 соответствии с изобретением в сочетании с эйцентрическим микроманипулятором для хирургии роговой оболочки глаза; на фиг.8 и 9 - диаграммы, на которых изображена часть отслоения роговиц без добавки или с

5 добавкой различных поглощающих субстанций; на фиг. 10 - диаграмма роста температуры в роговой оболочке глаза в зависимости от процесса повторений использованного лазера без добавки или с

0 добавкой различных поглощающих ультрафиолетовое излучение субстанций; на фиг.11 -диаграмма, на которой изображена зависимость проходящего через роговую оболочку глаза излучения при длине волны

5 308 нм от количества капель различных поглощающих ультрафиолетовое излучение субстанций; на фиг.12 - спектры пропускания пластин роговицы толщиной 10 мкм, которые необработаны или обработаны с

0 помощью 8 капель различных поглощающих ультрафиолетовое излучение субстанций; на фиг. 13 -диаграмма зависимости ширины некрозной зоны, предварительно обработанной поглощающей ультрафиолетовое из5 лучение субстанцией роговой оболочки глаза, от количества использованных капель; на фиг. 14 - диаграмма, на которой изображена зависимость глубины разреза роговой оболочки глаза от процента повто0 рений использованного лазера при добавке различных поглощающих ультрафиолетовое излучение субстанций; на фиг. 15 -диаграмма, на которой изображена ширина некрозной зоны предварительно обработанной

5 поглощающей ультрафиолетовое излучение субстанцией роговой оболочки глаза в зависимости от времени, прошедшего между использованием капель и началом лазерной обработки; на фиг. 16 - спектр пропускания роговой оболочки глаза; на фиг. 17а -спектр

образующегося при облучении роговой обо- ло1 ки глаза лазерным излучением с длиной во/ ны 193 нм при эффективном пороге и припущенного внутри глаза флуоресцентно о излучения; на фиг.17Ь - спектр образу- юи. егося при облучении роговой оболочки глаза лазерным излучением с длиной волны 19J нм выше эффективного порога и пропу- ще ого внутри глаза флуоресцентного иэ- лу ения; на фиг. 18 - спектр образующегося пр 1 облучении предварительно обработан- но i поглощающим ультрафиолетовое излу- чецие поглотителем роговой оболочки глаза ерным излучением с длиной волны 193 выше эффективного порога и пропущен- о внутрь глаза флуоресцентного излучеланм но ни i

Изображенное на блок-схеме в соответствии с фиг.1 устройство для хирургии глаза с г омощью лазерного излучения содержит в i ачестве лазера ксенонхлоридный экс- им ;рный лазер 1. который излучает при длине волны 308 нм и дает импульсы шириной от 40 до 100 не. Луч этого лазера 1 направлен с помощью полупрозрачного зеркала 2 и сфокусирован на конце световолокна 3 из квг рца. Это световолокно 3 установлено в ру ном инструменте 4, в конец 5 которого вх дит обращенная к глазу 6 торцевая сто- ро ia волокна 3.

Предусмотрены различные сменные ручные инструменты, чтобы можно было ре- ша гь различные хирургические задачи, связанные с лечением глаза.

В отраженном с помощью делительного зейкала 2 ходе частного луча расположен фо -ометр 7. Этот фотометр 7 измеряет рас- cei иное глазом обратное излучение, напри- ме) рассеянное излучение на длине волны ла: ерного излучения, или флуоресцентное излучение. Фотометр 7 через управляющий вы сод с соединен с лазером 1, так что кмда, когда обратнорассеянное излучение пр шышает заранее определенные граничны г значения или не достигает их, лазер мо|кет отключаться.

Ручной инструмент 4 с помощью системы всасывающих трубопроводов 8а или пр )мывочных трубопроводов 8 соединен с ре улируемым всасывающим/промывоч- ны ч устройством 8 в основном лазерном устройстве. К всасывающему/промывочному устройству 8 подключен, кроме того, до- овочный блок 9, от которого

иодически могут подаваться определен- количества содержащейся в резервуаре 10|для хранения запасов поглощающей уль- фиолетовое излучение субстанции про- мь|вной жидкости. Дозировочный блок, кроме того, так же как и всасывающее/про0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мывочное устройство 8, соединен с помощью управляющих линий а или Ь с лазером 1 так, что лазер 1 во время добавления поглощающей субстанции отключается и после истечения заранее определенной паузы вновь включается. В другом примере выполнения можно управлять лазером, всасывающим/промывочным устройством 8, а также дозировочным устройством 9 с помощью вычислительной машины или микропроцессора.

Принцип действия описанного устройства или реализованных с его помощью способов для показаний операции глаукомы, витректомии, удаления хрусталика и рефак- тивной хирургии роговой оболочки глаза описываются на примерах.

Пример 1. Фистульная операция глаукомы в углу камеры глаза.

С помощью этого способа проведения операции создается канал между передней камерой и подконъюнктивальным пространством глаза. Для этого вошло в обычай также выражение склеротомия. Когда для этого хирургического вмешательства используется эксимерный лазер, в качестве синонима этого выражения используется также название гониоотслоение.

Используемый для этого вмешательства ручной инструмент изображен на фиг.5. Он состоит из ручки 44, которая на переднем конце переходит в металлическую обойму 45 толщиной около 1 мм. В эту металлическую обойму заделаны кварцевое волокно 3 и канал 46 для промывания. Канал 46 для промывания входит в присоединительный штуцер 47 в ручке и выходит на переднем торцевом конце из обоймы 45.

Торцовая сторона 305 волокна 3 обладает фокусирующими свойствами и поэтому, как изображено на фиг.2с, выпукло закруглена. Благодаря этому обеспечено то, что максимальная плотность энергии локализована примерно в 1 мм перед концом волокна, что позволяет осуществлять бесконтактное разрезание. В противоположность этому максимальная плотность энергии в волокнах с плоской торцевой стороной 105, которые использовались до сих пор для этой цели (фиг.2а), сконцентрирована непосредственно на поверхности волокна, так что действительно бесконтактное разрезание невозможно и поэтому существует опасность преждевременного разрушения конца волокна. Хотя уже было также предложено обойти эту проблему за счет того, что перед волокном 205, как изображено на фиг.2, установлена оснащенная обоймой выпуклая линза 206. Однако тем самым увеличивается диаметр конца волокна, что

во многих случаях является помехой и затрудняет введение в ручной инструмент.

В опытах на изолированных глазах свиней и овец удалось с помощью введенного через кварцевое волокно в переднюю камеру глаза луча эксимерного лазера с длиной волны 308 нм создать в зоне трабекулярного органа фистулу между передней камерой и пространством под соединительной оболочкой глаза, не повредив при этом соединительную оболочку глаза. Чтобы сохранять переднюю камеру во время внутриглазного вмешательства ориентированной, были проведены предварительные опыты с инфу- зией передней камеры, при которых был осуществлен доступ к лимбу. При этом преобладающее при гониоотслоении в передней камере давление изменяется с помощью уровня инфузионной склянки. Проведение гониоотслоения с помощью ручного инструмента в соответствии с фиг.5 изображено на блок-схеме в соответствии с фиг.6с. После открывания глаза на лимбе с дисцизионной иглой конец 45 ручного инструмента 44 вводится в переднюю камеру и смещается в расположенный напротив угол камеры глаза 6. В то время, как одновременно оказывается минимальный нажим на ручной инструмент, происходит включение лазера 1, который с помощью оптики 1а сфокусирован на задний конец кварцевого волокна 3. В результате воздействия лазерного излучения в передней камере появляются газовые пузырьки. Момент перфорации в зоне корнеосклерального перехода ощутим при надлежащем пользовании. После вынимания ручного инструмента спонтанно образуется дренажная подушка, образующиеся при гониоотслоении газовые пузырьки поднимаются затем в переднюю камеру.

Спадание передней камеры предотвращается с помощью промывочного канала в ручном инструменте 44, который с помощью промывочного трубопровода 8Ь присоединен к всасывающему/промывочному блоку 8.

Описанная склеростомия была проведена не только с помощью эксимерного лазера, но и для сравнительных исследований также с помощью аргонового лазера при длине волны 488 нм и 514 нм, а также с помощью непрерывного лазера на иттрий- алюминиевом гранате, легированном неодимом при длине волны 1064 нм. Гистологическое исследование, прооперированных глаз показало, что для лазера на иттрий-алюминиевом гранате, легированном неодимом, (использованная мощность 20-40 Вт при длительности импульса 0,1 с),

а также для аргонового лазера (использованная мощность 0,3-3 Вт при длительности импульсов от 0,02 до 1 с) ширина некрозных зон составляла от 300 до 700 мкм. В противоположность этому создан- , ные с помощью эксимерного лазера при длине волны 308 нм фистульные каналы (энергия импульса от 2 до 10 мДж при частоте повторения 20 Гц) дают некрозную зону

0 шириной лишь 40-60 мкм.

Ширину этой некрозной зоны можно было бы уменьшить на одну пятую, если бы к промывочной жидкости был добавлен поглощающий ультрафиолетовое излучение

5 медикамент перед включением лазера. Одновременно сократилось количество необходимых лазерных импульсов и тем самым в два раза использованная общая энергия. Таким медикаментом, например, является

0 сульфизомидин натрия 1 HgO 114,4мг/мл соответственно 100 мг/мл сульвизомидина. Этот названный ниже субстанцией А медикамент предлагается в Европе в виде глазных капель под названием аристамид.

5 Другим медикаментом, содержащим, пригодные субстанции, поглощающие ультрафиолетовое излучение, являются глазные капли, которые предлагаются под названием Blephamlde Llquifilm. Этот обозначен0 ный ниже как субстанция В медикамент составляется в расчете на мл из 105 мг суль- фацетамида натрия, 2,2 мг преднизолон-21- ацетата, 1.2 мг фенилэфрингидрохлорида, 1 мг фенанзона и 14 мг поливинилалкоголя в

5 качестве несущей субстанции. В этом медикаменте эффективно поглощающей ультра- Фиолетовое излучение составной частью является сульфацетамид. , П р и м е р 2. Витреоотслоение: витреко-

0 мия с помощью лазера на эксимере с использованием стекловолокна.

Для реализации этого вмешательства был использован изображенный на фиг.За- Зс ручной инструмент. Он выполнен по ана5 логии с ручным инструментом для гониоотслоения в соответствии с фиг.5 и имеет ручку 14, которая на переднем конце переходит в тонкую металлическую трубку 12 толщиной около 1 мм. В одном из двух

0 расположенных друг над другом каналов в ручном инструменте 14 вставлено кварцевое волокно 3, в то время, как другой канал 16 выполнен в виде всасывающего канала и входит во всасывающий патрубок 17. Волок5 но 3 закреплено в ручном инструменте так, что конец смещен несколько назад относительно устья всасывающего канала 16, чтобы избежать контакта отсосанной ткани с поверхностью волокна. Кроме того, металлическая обойма 12 имеет наконечник 15

того инструмента с торцовой стороны анирующую бленду 13. Эта бленда 13 пр ;дназначена для того, чтобы экраниро- ва ь сетчатую оболочку глаза относительно выходящего в осевом направлении их во- лосна лазерного излучения.

При витрекотмии стекловидное тело 1сывается боковым отверстием 18 между :ндой 13 и торцовой стороной волокна 3 трезается от него примерно в расположенном во всасывающем канале фокусом ла jepa. С помощью всасывающего канала 16 отрезанная ткань стекловидного тела отбывается. Всасывающее отверстие для жловидного тела должно быть меньше, и луч выходящего из волокна 3 эксимер- ного лазера, чтобы отсасывалась только отрезанная ткань стекловидного тела,так как в тротивном случае происходит закупорка асывающего канала.

Одновременно всасывающий канал 16 иии без того имеющийся при витректомии и фузионный проход предназначен для пе- одического добавления поглощающих у ьтрафиолетовое излучение субстанций, ксторые снижают порог отслоения ткани екловидного тела и экранируют осталь- нне ткани глаза, в частности, сетчатую оболе чку глаза, от рассеянного ультрафиолетового излучения.

В первых предварительных опытах уда- л сь показать, что ткань стекловидного тела MI жно резать с помощью эксимерного лазе- рг при длине волны 308 нм и изображенного н фиг.З ручного инструмента. При этом проводились также измерения долей отсло- еь ия ткани стекловидного тела. Изолиро- в иное стекловидное тело отслаивалось и отсасывалось в кювете. Из разности веса п об до и после отслоения определялась ля отслоения. При этом в качестве порога д я отслоения стекловидного тела получи- л сь примерно величина 5 миллиджоу- л й/мм . Определенные при частоте вторений (частота повторения импульсов зера) 20 Гц доли отслоения находятся для в локна толщиной 600 мкм, которое использовано в ручном инструменте в соответствии с фиг.З, в диапазоне 200 мг/мин при э ергии импульсов 15 мДж.

Если к стекловидному телу вначале бы- л подана поглощающая ультрафиолетовое излучение субстанция, получалось резкое п вышение доли отслоения до величины ыше 1 г/мин. Благодаря повышению по- гйощения ультрафиолетового излучения стекловидного тела получено также эффективное экранирование сетчатой оболочки п) за во время витреоотслоения.

Если витреоотслоение проводится инт- раоперативно, как это изображено на блок- схеме в соответствии с фиг.БЬ, тогда целесообразно работать с ручным инструментом, который, как там изображено, имеет расположенный под углом или искривленный конец. Это позволяет удалять стекловидное тело на его основании, не вызывая образования катаракты в результате касания задней поверхности хрусталика. Затем добавление поглощающего ультрафиолетовое излучение медикамента осуществляется периодически для процесса всасывания/разрезания через всзсывающий канал 16 ручного инструмента 14 для витректомии. Это может достигаться благодаря соответствующему управлению всасывающим/промывочным блоком 8.

Пример 3. Эндокапсулярное факоотслоение с помощью эксимерного лазера с использованием кварцевого волокна.

Ручной инструмент для этого вмешательства изображен на фиг.4. Он состоит из цилиндрической ручки 31, к которой прикреплен всасывающий патрубок 27. В задний конец цилиндра 31 введен хвостовик канюли 21, в которую входит промывочный шланг 29. Передний конец хвостовика канюли 21 удерживает внутри трубочку 28 канюли, которая отделяет внутренний промывочный канал 32 от наружного всасывающего канала 26. Всасывающий канал 26 образован второй, проложенной соосно вокруг первой трубочки 28 трубочкой 22,

которая вставлена в передний конец ручки 31. Внутри всасывающего канала закреплено, кроме того, стекловолокно 3, передний скругленный фокусирующий конец которого смещен назад примерно на 1 мм относительно конца ручного инструмента 24. Таким образом, волокно постоянно омывается раствором, чтобы постоянно удалять продукты отслоения от конца волокна. Отсасывание фрагментов хрусталика

осуществляется через всасывающий канал 26, который проходит концентрмчно вокруг промывочного канала 32.

С помощью этого ручного инструмента удалось эндокапсулярное факоотслоение

лишь при минимальном повреждении капсулы хрусталика. Ручной инструмент 24 с расположенным в нем кварцевым волокном был введен через это отверстие в хрусталик (см.фиг.ба). Затем вначале была отслоена и

отсосана расположенная перед ядром кора. Затем осуществлялось отслоение ядра. После полного отслоения и отсасывания ядра непрерывно отсасывалась кора. Для контроля результата пустая сумка капсулы была

заполнена оптически прозрачным гелем (метилцеллюлозой).

Чтобы выяснить, как сильно нагружается сетчатая оболочка глаза ультрафиолетовым излучением во время факоотслоения, в опыте с изолированным глазом крупного рогатого скота интраоперативно было измерено ультрафиолетовое излучение, которое достигает сетчатки. В зоне пятна или в зоне периферийной сетчатки было помещено кварцевое волокно 101 толщиной 1 мм и улавливаемое ультрафиолетовое излучение фокусировалось с помощью телескопа 102 Галилея и с помощью двух диэлектрических зеркал ЮЗаи ЮЗЬ, которые отражают только длину волны лазера 308 нм, отображалось на фотодиоде 104. Фотодиод 104 был соединен с калиброванным энергоизмерительным прибором 107. Благодаря такой компоновке было обеспечено то, что не измерялись свет операционного микроскопа, а также возникающая при отслоении хрусталика собственная флуоресценция хрусталика.

Как в зоне пятна, так и в периферийной сетчатке измеренная во время факоотслоения плотность общей энергии явно была меньше порога повреждения сетчатки, который для длины волны 308 нм составляет 5 Дж/см . Дальнейшее резкое снижение плотности энергии на сетчатке было достигнуто благодаря периодическому добавлению в промывочную жидкость указанных вначале медикаментов, поглощающих ультрафиолетовое излучение (субстанция А или субстанция В). Эксперименты на глазах убитого скота показали, что даже с помощью капельного использования поглощающих ультрафиолетовое излучение медикаментов на роговой оболочке глаза достигается достаточная концентрация в стекловидном теле глаза б, чтобы эффективно экранировать сетчатку от рассеянного излучения лазера при длине волны 308 нм.

Пример 4. Рефрактивная хирургия роговой оболочки глаза с помощью экс- имерного лазера при длине волны 308 нм с использованием стекловолокна.

Для этого вмешательства, которое поясняется с помощью изображенной на фиг.7 блок-схемы, дополнительно предусмотрено использование эйцентрического манипулятора, с помощью которого в соответствии с запрограммированием пространственной кривой направления разреза можно точно прослеживать и воспроизводить геометрию роговой оболочки глаза в различных направлениях разреза. Такие микроманипуля- . торы сами по себе известны. Они состоят из дугообразной направляющей 51, на которой

может быть позиционирован направляемый несущий и электрически приводимый в действие несущий элемент 52. Для позиционирования предусмотрены вычислительное устройство 58, а также включенный после него блок управления 59. В держателе 52 закреплены кварцевое волокно 3 и промывочная трубка, например конец 45 изображенного на фиг.5 ручного инструмента 44.

0 Таким образом, луч введенного в волокно 3 с помощью оптики 1а эксимерного лазера 1 может концентрично направляться вокруг искривления роговой оболочки глаза. Всасывающее/промывающее устройство 8 со5 ответствует устройству в соответствии с фиг.1 и вновь с помощью дозирующего устройства 9 соединено с резервуаром 10 для запаса жидкости, в котором находится один из названных медикаментов (субстанция А

0 или субстанция В). Промывочный трубопровод 8 наряду с подачей медикаментов пред- назначен для интраоперативного увлажнения роговой оболочки глаза физиологическим раствором хлористого натрия.

5 Кроме того, предусмотрен фотометр 7, который измеряет обратно рассеянное роговой оболочкой глаза и обратно переданное волокном 3 флуоресцентное излучение после отвода с помощью светоделительного зер0 кала 2 и по управляющей линии с отключает лазер 1, если слишком высокий флуоресцентный сигнал показывает недостаточную концентрацию поглощающего ультрафиолетовое излучение медикамента в

5 роговой оболочке глаза.

С целью определения долей отслоения роговицы свиней и овец облучались до перфорации и подсчитывалось необходимое для этого количество лазерных импульсов.

0 Измерения толщины центра роговицы с помощью электронного штангенциркуля, а также с помощью микроскопа с окулярной шкалой дали хорошо воспроизводимую толщину роговицы в 0,7 мм, которая была поло5 жена в основу исследования. Доля отслоения определялась из количества необходимых для перфорации роговицы лазерных импульсов. При измерении долей отслоения с использованием надлежащих

0 субстанций, поглощающих ультрафиолетовое излучение, удалось подтвердить, что все названные во введении поглотители снижают порог отслоения и явно повышают долю отслоения. С этой целью делается ссылка на

5 изображение в соответствии с фиг.8 и фиг.9. Диаграмма в соответствии с фиг.8 была определена на роговице свиньи при длине волны 308 нм, в то время как фиг.9 воспроизводит кривые отслоения роговиц овец с и без поглотителя ультрафиолетового

излучения. В обоих случаях доля отслоения на несена в микрометрах на импульс относительно плотности энергии лазерного излучения перед концом волокна в Mf ллиджоулях на квадратный миллиметр. Можно видеть, что добавление названных вначале субстанций А и В резко, отчасти бопее чем в 2 раза повышает долю отслое- HV я и, кроме того, снижает порог отслоения, т.«. плотность энергии, с которой вообще начинается отслоение. Поэтому добавление псглощающей субстанции позволяет работа гь с меньшими плотностями энергии и все ж( сокращать вмешательство, вследствие че О значительно уменьшается экспониро- вание ткани глаза ультрафиолетовым излу- че нием.

Глубина разреза на импульс является функцией используемой частоты повторе- Hi/ я импульсов. Эта связь изображена на .14. Там вызванная 100 лазерными импульсами глубина разреза в роговице нане- сена в процентах толщины роговицы от-юсительно частоты повторения лазерного излучения в Гц. Из изображения можно видеть более высокую эффективность суб- стзнции В, которая с использованием 100 лазерных импульсов при частоте повторения 40 Гц обеспечивает разрез на всю толщину роговицы.

Одновременно как субстанция А, так и субстанция В снижают происходящий во время разреза рост температуры в роговой оЕолочке глаза. Это ясно следует из диаграммы в соответствии с фиг,10, на которой НЕ несен рост температуры в градусах относительно частоты лазерного излучения в Гц для необработанных роговиц овец или по- добавления субстанции В и субстанции А ;оответственно через интервалы в 5 мин в ечение 1 ч.

Кроме того, с помощью использованного поглотителя ультрафиолетового излуче- Ht я (например, субстанции А, субстанции В) эс}фективно.экранируется хрусталик от ла- зерного излучения при длине волны 308 нм. Эт и результаты были подтверждены также в количественном измерении. При этом воле кно толщиной 1000 мкм было продвинуто от заднего полюса глаза через стекловид- нее тело и .хрусталик глаза овцы в переднюю камеру. На фиг.1.1 нанесено измеренное волокном пропускание ультрафиолетового излучения обработанной субстанциями А и В роговицы в зависимости от количества капель медикамента. Из изображения можно прочитать, что уже несколько капель достаточно для того, чтобы понизить пропущенный роговицей ультрафиолето- вь и свет ниже границы чувствительности.

Этот результат может хорошо корректировать с соответствующими спектрами поглощения пластин роговицы толщиной 10 мкм, которые были обработаны соответствующими медикаментами. Эти спектры изображены на фиг. 12. Можно видеть, что в диапазоне длин волн ниже 340 нм пропускание обработанных субстанцией А или субстанцией В роговиц явно ниже, чем пропускание необработанных роговиц.

Кроме того, удалось подтвердить вызванное с помощью поглотителей улучшение качества разреза с помощью гистологических исследований. Гистологические разрезы выполненного с плотностью энергии 1 Дж/см лазерного реза в натив- ной роговой оболочке глаза дали некрозные зоны шириной около 200 мкм непосредственно на кромках разреза, в которых находят также вакуоли. К этой некрозной зоне примыкает зона шириной около 500 мкм с разрыхлением структуры. При меньшей плотности энергии ниже порога разреза не происходит, а получаются только аналогичные некрозные зоны с вакуолями. Если при той же плотности энергии облучают обработанный субстанцией А глаз, то даже при ниже пороговой плотности энергии для на- тивной роговицы вновь получается разрез, некрозная зона на кромках разреза составляет теперь только примерно 2-5 мкм.

Зависимость ширины некрозной зоны от количества капель использованного медикамента показывает фиг.13. Уже с помощью нескольких капель субстанции А ширина некрозной зоны может быть снижена более чем на порядок. Увеличение количества капель более трех напротив не вызывает резкого изменения.

Время между применением капель и включением лазера не должно быть длительным, так как концентрация поглотителя ультрафиолетового излучения убывает в результате диффузии внутрь глаза в соответствии с более длительным временем ожидания. Этого предпочтительно можно избежать благодаря тому, что медикамент подается во включенный в режущий аппликатор (ручной инструмент) промывочный трубопровод, так что при необходимости медикамент может добавляться дозами. Это требует периодического режима работы устройства.

Максимальное время ожидания между добавлением медикамента и началом лазерного реза может быть определено экспериментально. Для этого различные разрезы проводились через различные интервалы времени после добавления медикамента и

по каждому разрезу определялась ширина некрозной зоны. Результат показывает изображение в соответствии с фиг. 15. При времени ожидания свыше 15 мин ширина некроэной зоны вновь увеличивается, так как поглотитель ультрафиолетового излучения (субстанция А) диффундирует из роговой оболочки внутрь глаза.

Поясненная с помощью примера 4 хирургия роговой оболочки глаза может осу- ществляться также с помощью излучающего на длине волны 193 нм лазера на эксимере, например, с помощью аргон-фтористого лазера. Так как эта длина волны в настоящее время не может направляться через стекло- волокно, использованное на фиг.7 волокно 3 дополнено оптической системой известного типа, которая исходящее от лазерного источника излучение фокусирует на роговую оболочку глаза 6. При перемещении сфокусированного лазерного пятна по роговой оболочке лазер может перемещаться совместно или может быть предусмотрена система зеркал, которая направляет лазерное излучение вслед за переместившейся оптической системой.

Как показывает фиг. 17, при облучении роговой оболочки глаза лазерным излучением с длиной волны 193 нм возбуждается флуоресцентное излучение, которое в соот- ветствии с изображенной на фиг. 16 кривой пропускания попадает внутрь глаза. Если в противоположность фиг.17а плотность энергии лазерного излучения превышает эффективный порог, так что вызывается фо- тоотслоение, то коротковолновая часть вторичного излучения приобретает большее значение в спектре, как показывает фиг.17Ь. Так как роговая оболочка глаза при длине волны свыше 300 нм является прозрачной, это коротковолновое излучение пропускается и поглощается хрусталиком. Исследования показали, что длины волн от 290 до 320 нм по причине их катарактогенной способности являются наиболее опасными для хру- сталика. Порог для создания помутнения хрусталика при этих длинах волн составляет 600 мДж на 1 см2.

Фиг. 18 показывает соотношение, когда к нагруженной лазерным лучом роговой оболочке глаза подана поглощающая ультрафиолетовое излучение субстанция, например оксибупроцаин. Это может быть осуществлено, например, с помощью промывочного трубопровода 18Ь в соответст- вии с фиг.7.

Из фиг. 18 можно видеть, что вредное вторичное излучение в диапазоне длин волн от 290 до 320 нм почти полностью поглощается и вследствие этого в спектре больше не появляется.

Таким образом, лазерное излучение с длиной волны 193 нм может использоваться для хирургии роговой оболочки глаза, не повреждая внутриглазные структуры вредным излучением. Это наряду с преимуществом увеличенной доли отслоения по сравнению с лазерным излучением с длиной волны 308 нм дает значительное преимущество, заключающееся в том, что термические некрозные зоны вокруг непосредственно удаляемой зоны могут быть уменьшены в 20-50 раз. Таким образом достигается оптимальная точность разреза, причем внутриглазные структуры достаточно экранированы от вредных длин волн вторичного излучения, которые возникают при фотоотслоении роговой оболочки глаза с помощью лазерного излучения с длиной волны 193 нм.

Формула изобретения

1 .Устройство для лазерной хирургии биологической ткани глаза, содержащее импульсный эксимерный лазер со световодом, средство для отсоса удаленной ткани с трубопроводом и средство для промывки наконечника световода с трубопроводом, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности оперативного вмешательства, в него введен соединенный с трубопроводом для промывки дозатор лекарственного вещества, поглощающего в диапазоне длины волны лазерного излучения и обладающего способностью проникать в обработанную лазерным лучом ткань, при этом конечная часть трубопроводов и наконечник световода расположены в корпусе-рукоятке.

2.Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что оно снабжено соединенным с дозатором электронным блоком для периодического введения лекарственного вещества в промежутках между импульсами излучения.

З.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что в него введено соединенное с лазером средство измерения мощности излучения лазера в зоне операции и отключения его при превышении граничного значения или при отсутствии номинального допустимого значения.

.8b

Изобретение касается устройства для лазерной хирургии ткани, в частности глаза, содержащего импульсный эксимерный лазер со световодом, средство для отсоса удаленной ткани с трубопроводом, средство для промывки наконечника световода с трубопроводом. Устройство также включает дозатор лекарственного вещества, поглощающего в диапазоне длины волны лазерного излучения и обладающего способностью проникать в обработанную лазерным лучом ткань, электронное устройство для периодического введения лекарственного вещества и средство измерения. 2 з.п.ф-лы, 18 ил.

t

t

«9

ho

Фиг. 1.

105

a

C

Фаг. 2

8a

205

305

YA/////////S/////////////S////////////Av////////////.777/

Ж

и

16

М

Фи.3

ФИГ. 5

Ж

fc±

15

13

шь

Же

31

32

., ,-,

Х.Ч.. V X X X Ч V NГ Ч X X . x7Tv у

2

ба

Фиг, б Г

ФИГбс

50

Риг. 7

К)

NJ

есо

00 СО

-J

00

ел ел

ю

70- 60- 50- 40- 30- 20- 10- 0

О Ю 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hz

ФИГ. 10

О 1

ФИГ.11

гииФ

005 ши/у i-

OS

007

OSE

шивое

/.

100

10 15 20

ФИГ. 14

I10

ФИГ. 15

1837855

г 25

30

35 40 45 50

20

г 25

30

10 300 400 500 800 1000

ФИГ. 16

м КО

120 100-80-60-40

20

100

200

300

ФИГ. 17а

2000

Х nm

400

500

600

nm

10020-0

100

200

300

ФИГ.ПЬ

250- 200-10050-0100

200

300

Редактор

ФИГ 18

Составитель А.Модль Техред М.Моргентал

500

600

X nm

400

500

600

Cnrrf}

Корректор М.