Патент на изобретение №2376966

(54) СПОСОБ ХИРУРГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ МИОПИЧЕСКОГО АСТИГМАТИЗМА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмохирургии. Воздействуют на роговицу путем послойной абляции импульсным излучением несканирующего эксимерного лазера с гауссовым радиальным пространственным распределением плотности энергии в поперечном сечении луча. Воздействуют посредством последовательного уменьшения параметра среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии в каждой из последующих серий импульсов в интервале от 2.7 мм до 1.8 мм. Значение амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса, которое лежит в интервале от 175 мДж/см² до 100 мДж/см² и последовательно уменьшается с каждой последующей серией импульсов. Внутри каждой серии импульсов значения параметров среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии и амплитуды плотности энергии постоянны. Каждая серия импульсов формирует вогнутые по отношению к исходной поверхности роговицы эллипсоидальные поверхности, расположенные на одной оси. Зона воздействия симметрична относительно оптического центра симметрии роговицы; первоначально определяют положение слабой оси астигматизма и совмещают с ней большую ось формируемых эллипсоидальных поверхностей. Отношение длины большой оси вогнутой эллипсоидальной поверхности к диаметру роговицы лежит в интервале от 0.6 до 0.8. Отношение длины большой оси второй эллипсоидальной поверхности к длине большой оси первой эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0.8 до 0.95. Отношение длины большой оси третьей эллипсоидальной поверхности к длине большой оси второй эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0.8 до 0.95. Параметры лазерного излучения: длина волны 193-250 нм, диаметр зоны лазерного воздействия от 5 до 9 мм, длительность импульсов 15-30 нс, частота следования импульсов от 5 до 15 Гц. Способ обеспечивает уменьшение травматизации тканей глаза при одновременном уменьшении послеоперационных осложнений и объема удаляемых глазных тканей. 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области офтальмохирургии.

Известен способ хирургической коррекции миопического астигматизма при помощи эксимерного излучения несканирующего эксимерного лазера с длиной волны =193 нм. Хирургическое воздействие на роговицу осуществляется за счет параметров амплитуды (А) плотности энергии в центре симметрии импульса, значения «сигмы», диаметра рабочей зоны абляции, количества импульсов. Под параметром «сигма» () подразумевается параметр среднеквадратичного отклонения Гауссова радиального распределения плотности энергии в поперечном сечении луча (см. Д.Худсон. Статистика для физиков. 2-е дополненное издание. Пер. с англ., Москва, “Мир”, 1970, стр.30-32). При коррекции миопического астигматизма формируют пространственный эллиптический (а не круглый, как при коррекции миопии) геометрический профиль поперечного сечения луча, при этом степень эллиптичности соответствует величине корректируемого астигматизма (см. Качалина Г.Ф. «Хирургическая технология трансэпителиальной фоторефрактивной кератэктомии при миопии на эксимерлазерной установке «Профиль-500». Автореферат кандидатской диссертации. Москва, 2000 г., стр.10, а также А.Д.Семенов, А.В.Дога, Г.Ф.Качалина и др. «Фотоастигматическая рефрактивная кератэктомия на установке «Профиль-500» в коррекции сложного миопического астигматизма». Офтальмохирургия, 4, 2000 г., стр.4). В этом случае все указанные параметры (кроме количества импульсов) задаются в виде определенных величин и остаются неизменными в ходе операции. Каждый из параметров воздействия излучения эксимерного лазера на роговицу дает свой вклад в получаемый результат: «сигма» определяет геометрию пространственного воздействия, амплитуда плотности энергии – интенсивность воздействия и частично – геометрию, количество импульсов – конечную рефракцию. Основной рефракционный эффект определяется количеством импульсов по строме роговицы (см. Качалина Г.Ф. «Хирургическая технология трансэпителиальной фоторефрактивной кератэктомии при миопии на эксимерлазерной установке «Профиль-500». Автореферат кандидатской диссертации, Москва, 2000 г., стр.9-14).

Однако данный способ обладает существенными недостатками: достаточной травматичностью воздействия на ткани глаза за счет большого количества энергии, поступающей при осуществлении лазерного воздействия. Кроме того, в ряде случаев имеет место возникновение послеоперационных осложнений в виде помутнений роговицы.

Техническая задача: уменьшение травматизации тканей глаза при одновременном уменьшении послеоперационных осложнений и объема удаляемых глазных тканей.

Техническая задача решается тем, что в способе хирургической коррекции миопического астигматизма, заключающемся в воздействии на роговицу путем послойной абляции импульсным излучением несканирующего эксимерного лазера с гауссовым радиальным пространственным распределением плотности энергии в поперечном сечении луча, воздействие производят посредством последовательного уменьшения параметра среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии в каждой из последующих серий импульсов в интервале от 2.7 мм до 1.8 мм, при этом значение амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса, которое лежит в интервале от 175 мДж/см² до 100 мДж/см², также последовательно уменьшается с каждой последующей серией импульсов, при этом внутри каждой серии импульсов значения параметров среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии и амплитуды плотности энергии постоянны, причем каждая серия импульсов формирует вогнутые по отношению к исходной поверхности роговицы эллипсоидальные поверхности, обращенные вогнутостью в сторону передней поверхности роговицы, а зона воздействия симметрична относительно оптического центра симметрии роговицы;

первоначально определяют положение слабой оси астигматизма и совмещают с ней большую ось формируемых эллипсоидальных поверхностей;

затем образуют первую вогнутую эллипсоидальную поверхность, при этом отношение длины большой оси вогнутой эллипсоидальной поверхности к диаметру роговицы лежит в интервале 0.6 до 0.8;

далее образуют вторую вогнутую эллипсоидальную поверхность, причем отношение длины большой оси второй эллипсоидальной поверхности к длине большой оси первой эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0.8 до 0.95;

далее образуют третью вогнутую эллипсоидальную поверхность, при этом отношение длины большой оси третьей эллипсоидальной поверхности к длине большой оси второй эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0.8 до 0.95, причем воздействие на поверхность роговицы производят излучением эксимерного лазера с длиной волны 193-250 нм, с диаметром зоны лазерного воздействия от 5 до 9 мм, длительностью импульсов 15-30 нс, частотой следования импульсов от 5 до 15 Гц.

Предложенная автором совокупность существенных отличительных признаков является необходимой и достаточной для однозначного достижения поставленной задачи.

Автором произведена большая работа, позволяющая определить интервалы основных параметров. Величина параметра среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии в каждой из последующих серий импульсов лежит в интервале от 2.7 мм до 1.8 мм, и она не может быть меньше, чем 1.8 мм, т.к. при этом диаметр образуемой оптической зоны становится меньше диаметра центральной оптической зоны, и не может быть больше, чем 2.7 мм, т.к. больший диаметр оптической зоны нецелесообразен для достижения заявленной технической задачи.

Значение амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса сохраняется постоянным во все время проведения серий импульсов и лежит в интервале от 100 до 175 мДж/см². Оно не может быть менее чем 100 мДж/см², поскольку это значение является эффективным порогом абляции, и более чем 175 мДж/см², поскольку при этом возникают нелинейности процесса абляции, затрудняющие достижение заявленной технической задачи.

Способ поясняется чертежами на Фиг.1-3.

Фиг.1 – последовательность уменьшения амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса и параметра среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии лазерного луча («сигма») вдоль слабой оси астигматизма. По оси абсцисс отложено расстояние от центра роговицы в миллиметрах. По оси ординат – величина плотности энергии лазерного луча в мДж/см².

Фиг.2 – вид сверху на зону воздействия. По координатным осям отложено расстояние в миллиметрах от оптического центра роговицы. За слабую ось астигматизма принято положение оси абсцисс. В случае, если большая ось астигматизма находится под углом, оси всех эллиптических поверхностей также располагаются под этим же углом.

Фиг.3 – фронтальный разрез получаемой поверхности. По горизонтальной оси отложено расстояние в миллиметрах от оптического центра роговицы.

Способ осуществляется следующим образом.

Способ хирургической коррекции миопического астигматизма заключается в воздействии на роговицу путем послойной абляции импульсным излучением несканирующего эксимерного лазера с радиальным пространственным гауссовым распределением плотности энергии в поперечном сечении луча.

Воздействие производят посредством последовательного уменьшения параметра среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии в каждой из последующих серий импульсов в интервале от 2.7 мм до 1.8 мм, при этом значение амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса, которое лежит в интервале от 175 мДж/см² до 100 мДж/см², также последовательно уменьшается с каждой последующей серией импульсов, при этом внутри каждой серии импульсов значения параметров среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии и амплитуды плотности энергии постоянны.

Параметры «сигма» (полуширина гауссова радиального распределения плотности энергии) и «амплитуда плотности энергии» в данном изобретении являются (по сравнению с прототипом) величинами вариабельными, что значительно повышает эффективность предложенного способа.

На Фиг.1 позицией 1 обозначена первоначальная форма кривой распределения плотности энергии с начальной амплитудой, позицией 2 – промежуточная форма с промежуточной амплитудой, а позицией 3 обозначена конечная форма кривой распределения плотности энергии с конечной амплитудой. Уменьшение полуширины распределения при одновременном, сочетанным с ней уменьшением амплитуды делает кривые 1, 2 и 3 практически конгруэнтными.

Уменьшение величин «сигма» и амплитуды от первой серии импульсов к последующей производится ступенчато. При этом в каждой серии импульсов значения полуширины распределения плотности энергии и величины амплитуды остаются постоянными. Таким образом формируют первую вогнутую поверхность. Следующие вогнутые поверхности получают воздействием следующих серий импульсов с дальнейшими уменьшенными значениями полуширины распределения плотности энергии и величины амплитуды.

Использование сочетанного изменения параметров полуширины и амплитуды распределения энергии позволяют получить максимальную эффективность воздействия на роговицу и, таким образом, обеспечить полное достижение заявленного технического результата.

Каждая серия импульсов формирует вогнутые эллипсоидальные поверхности, обращенные вогнутостью в сторону передней поверхности роговицы. Зона воздействия симметрична относительно оптического центра симметрии роговицы.

Образование поверхностей под воздействием лазерного излучения представлено на Фиг.2 и Фиг.3. На Фиг.3 позицией 4 обозначена исходная поверхность роговицы.

Оптическую ось излучения лазера совмещают с оптическим центром роговицы. Определяют положение слабой оси астигматизма и совмещают с ней большую ось формируемых эллипсоидальных поверхностей.

Сначала образуют первую вогнутую эллипсоидальную поверхность (Фиг.2, поз.1, Фиг.3, поз.1), при этом отношение длины большой оси вогнутой эллипсоидальной поверхности к диаметру роговицы лежит в интервале 0.6 до 0.8.

Далее образуют вторую вогнутую эллипсоидальную поверхность (Фиг.2, поз.2, Фиг.3, поз.2), причем отношение длины большой оси второй эллипсоидальной поверхности к длине большой оси первой эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0.8 до 0.95.

Далее образуют третью вогнутую эллипсоидальную поверхность (Фиг.2, поз.3, Фиг.3, поз.3), при этом отношение длины большой оси третьей эллипсоидальной поверхности к длине большой оси второй эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0.8 до 0.95.

При этом значение амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса лежит в интервале от 100 мДж/см² до 175 мДж/см² и сохраняется постоянным во все время проведения серий импульсов.

Воздействие на поверхность роговицы производят излучением эксимерного лазера с длиной волны 193-250 нм, с диаметром зоны лазерного воздействия от 5 до 9 мм, длительностью импульсов 15-30 нс, частотой следования импульсов от 5 до 15 Гц.

Все полученные указанными способами поверхности являются вогнутыми относительно исходной передней поверхности роговицы. Степень вогнутости однозначно определяет оптическую силу поверхности. Оптическая сила каждой из поверхностей, образованных в соответствии с формулой изобретения, является постоянной, но изменяющейся от поверхности к поверхности, причем центральный сегмент имеет минимальную оптическую силу по отношению к исходной поверхности роговицы. Значение этой величины заранее рассчитывают перед операцией, чтобы обеспечить пациенту нормальную, соразмерную рефракцию в центральной оптической зоне. Количество импульсов, необходимое для образования каждой из поверхностей, постоянно, но различно для каждой из них.

Последовательное уменьшение половины ширины распределения плотности энергии и амплитуды плотности энергии в каждой из последующих серий импульсов позволяет в сочетании с остальными параметрами, указанными в отличительной части формулы изобретения, однозначно решить заявленную техническую задачу.

Предложенное изобретение характеризуется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациентка К., 21 год.

Состояние до операции:

Острота зрения вдаль: Vis OD=0.08 Sph – 4.0 D Cyl – 1.75 D Ax 180=0.9

Vis OS=0.08 Sph -4.0 D Cyl – 1.75 D Ax 0=0.9

Толщина роговицы: 530 мкм.

Диагноз: стационарная миопия средней степени; сложный миопический астигматизм обоих глаз.

Проведена операция в соответствии с предложенным изобретением.

	Первая серия импульсов	Вторая серия импульсов	Третья серия импульсов
«Сигма» () по слабой оси, мм	2.53	2.4	2.3
«Сигма» () по сильной оси, мм	2.08	1.97	1.89
Амплитуда плотности энергии, (А), мДж/см2	175	165	150
Количество импульсов по строме роговицы	300	200	112

Состояние после операции (1 год):

Острота зрения вдаль: Vis OD=0.9 Vis 08=0.9

Толщина роговицы: 470 мкм, роговица прозрачная.

Пример 2. Пациентка Г., 25 лет.

Состояние до операции:

Острота зрения вдаль: Vis OD=0.02 Sph – 9.5 D Cyl – 1.5 D Ax 170=0.7

Vis OS=0.02 Sph – 9.5 D Cyl – 1.5 D Ax 20=0.6

Толщина роговицы: 516 мкм.

Диагноз: стационарная миопия высокой степени, сложный миопический астигматизм обоих глаз.

Проведена операция в соответствии с предложенным изобретением.

	Первая серия импульсов	Вторая серия импульсов	Третья серия импульсов
«Сигма» () по слабой оси, мм	2.3	2.2	2.3
«Сигма» () по сильной оси, мм	2.1	2.0	1.91
Амплитуда плотности энергии, (А), мДж/см2	175	160	145
Количество импульсов по строме роговицы	650	430	130

Состояние после операции (6.5 месяца):

Острота зрения вдаль: Vis OD=0.6 Vis OS=0.6

Толщина роговицы: 412 мкм, роговица прозрачная.

Минимизация объема удаляемых тканей глаза достигается всей совокупностью технологических приемов осуществления пространственного воздействия на роговицу глаза путем одновременного сочетания всех приемов удаления при каждом воздействии и логически необходимого сочетания указанных приемов в каждом последующем слое для создания каждой из оптических поверхностей и сохранения в неприкосновенности поверхности на периферии роговицы.

Вся совокупность существенных отличительных признаков изобретения, указанных в формуле изобретения, в том числе и параметры излучения, обеспечивают однозначное положительное решение заявленной технической задачи. По сравнению с прототипом автору удалось уменьшить объем удаленной (аблированной) ткани роговицы не менее чем на 50% и, как следствие, снизить вероятность послеоперационных осложнений.

Последовательное изменение параметров полуширины плотности гауссова радиального распределения энергии и амплитуды плотности энергии производится путем настройки лазерной установки «Профиль-500», не требующей изменения её конструкции.

Использование предлагаемого изобретения на установке «Профиль-500» позволило подтвердить однозначное положительное решение заявленной технической задачи: разработку способа хирургической коррекции миопии – уменьшение травматизации тканей глаза при одновременном уменьшении послеоперационных осложнений, уменьшение объема удаляемых тканей глаза.

Формула изобретения

Способ хирургической коррекции миопического астигматизма, заключающийся в воздействии на роговицу путем послойной абляции импульсным излучением несканирующего эксимерного лазера с гауссовым радиальным пространственным распределением плотности энергии в поперечном сечении луча, отличающийся тем, что воздействие производят посредством последовательного уменьшения параметра среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии в каждой из последующих серий импульсов в интервале от 2,7 до 1,8 мм, при этом значение амплитуды плотности энергии в центре симметрии импульса, которое лежит в интервале от 175 до 100 мДж/см², также последовательно уменьшается с каждой последующей серией импульсов, при этом внутри каждой серии импульсов значения параметров среднеквадратичного отклонения распределения плотности энергии и амплитуды плотности энергии постоянны; причем каждая серия импульсов формирует вогнутые по отношению к исходной поверхности роговицы эллипсоидальные поверхности, расположенные на одной оси, а зона воздействия симметрична относительно оптического центра симметрии роговицы; первоначально определяют положение слабой оси астигматизма и совмещают с ней большую ось формируемых эллипсоидальных поверхностей; затем образуют первую вогнутую эллипсоидальную поверхность, при этом отношение длины большой оси вогнутой эллипсоидальной поверхности к диаметру роговицы лежит в интервале от 0,6 до 0,8; далее образуют вторую вогнутую эллипсоидальную поверхность, причем отношение длины большой оси второй эллипсоидальной поверхности к длине большой оси первой эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0,8 до 0,95; далее образуют третью вогнутую эллипсоидальную поверхность, при этом отношение длины большой оси третьей эллипсоидальной поверхности к длине большой оси второй эллипсоидальной поверхности лежит в интервале от 0,8 до 0,95, причем воздействие на поверхность роговицы производят излучением эксимерного лазера с длиной волны 193-250 нм, с диаметром зоны лазерного воздействия от 5 до 9 мм, длительностью импульсов 15-30 нс, частотой следования импульсов от 5 до 15 Гц.

РИСУНКИ