ES2298949T3 - Laser para ablacion con frecuencia controlable de emision de pulsos. - Google Patents
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Abstract
Un láser para fotoablación que comprende: un dispositivo de memoria (5) del perfil de ablación, adaptado para almacenar conjuntos de coordenadas que definen un volumen objetivo (VTAR) a eliminar en forma de una serie de capas (L1, L2, ..., LN) de grosor predeterminado y respectivas áreas (A1, A2, ..., AN); un aparato de emisión de pulsos de láser (2), adaptado para enviar pulsos de láser (P) con una frecuencia de emisión media (RDK) al volumen objetivo (VTAR), al objeto de eliminar las mencionadas capas; y un dispositivo de control (4; 104; 204) asociado con el aparato de emisión de pulsos de láser (2), adaptado para controlar la frecuencia de emisión media (RDK) de los pulsos de láser, en función de las respectivas áreas (A1, A2, ..., AN) de las capas (L1, L2, ..., LN) de forma que, cuando se elimina cada capa, el volumen objetivo (VTAR) recibe una serie (NR) de pulsos de láser (P) por unidad de tiempo y por unidad de área, por debajo del umbral predeterminado (NT); caracterizadoporque el número (NR) de pulsos por unidad de tiempo y por unidad de área, es igual para todas las capas (L1, L2, ..., LN).
Description
Láser para ablación con frecuencia controlable
de emisión de pulsos.
La presente invención se refiere a un láser para
fotoablación.
Como es sabido, los láseres para fotoablación
son utilizados frecuentemente en cirugía refractiva, para
reconstruir la córnea al objeto de corregir defectos visuales
mediante eliminar sucesivas capas de la córnea, de área variable,
de acuerdo con un perfil de ablación predeterminado. Normalmente, se
trata primero las capas de área pequeña y después las capas de área
mayor. Un láser para fotoablación envía sobre la córnea, secuencias
de pulsos de frecuencia y energía predeterminadas, para evaporar
localmente volúmenes microscópicos de tejido de la córnea. Para
evitar un grosor de ablación desigual, provocado por la interacción
entre los haces de láser que impactan con la córnea y los gases de
evaporación de tejido de la córnea producidos por los haces de láser
inmediatamente precedentes, y para impedir el daño provocado por el
sobrecalentamiento, los pulsos son emitidos para cubrir la capa a
ser eliminada en una secuencia aleatoria, frente a una secuencia
ordenada.
Sin embargo, el método generalmente utilizado es
insatisfactorio, siendo solo eficaz en relación con las capas de
área mayor. Cuando se elimina capas de arena pequeña de tejido de la
córnea, se sigue teniendo los problemas de un grosor de ablación
desigual, debido a que la acumulación de energía sigue siendo
considerable.
De acuerdo con un método para la ablación de
tejido mediante un haz de láser de barrido, revelado en el documento
WO 99/38 443, un láser es pulsado a una frecuencia de repetición más
rápida que la permitida por un mecanismo de barrido, durante unos
primeros períodos de tiempo, y no se distribuye pulsos durante
segundos períodos de tiempo. En los primeros períodos de tiempo, los
espejos de barrido son estacionarios o se mueven a través de
pequeñas regiones, mientras que en los segundos períodos de tiempo
tienen lugar movimientos mayores.
Otros ejemplos de disposiciones y métodos de
ablación son revelados en los documentos WO 03/101 326 A,
US-A-5 984 916 y
US-B1-6 302 877.
El objetivo de la presente invención es eliminar
los mencionados inconvenientes.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un láser para fotoablación como el reivindicado en la
reivindicación 1.
Se describirá una serie de realizaciones no
limitativas de la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los
dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra un diagrama de bloques
simplificado, de un láser para fotoablación acorde con una primera
realización de la presente invención;
la figura 2 muestra un diagrama de bloques más
detallado, de parte del láser para fotoablación de la figura 1;
las figuras 3 y 4 muestran diagramas de un ojo
de un paciente, y un sistema de ejes de referencia;
las figuras 5 y 6 muestran diagramas de bloques
simplificados, de realizaciones respectivamente segunda y tercera de
la presente invención.
Con referencia la figura 1, un láser para
fotoablación 1 para cirugía refractiva comprende un aparato 2 para
emitir pulsos de láser P a la córnea 3a de un ojo de un paciente 3;
un dispositivo de control 4 asociado con un aparato 2 para
controlar la emisión de pulsos de láser P; y el dispositivo de
memoria 5 que almacena un perfil de ablación, tal como se define más
abajo.
El aparato de emisión 2 de pulsos de láser
comprende un generador de pulsos de láser 7 controlado por una
unidad de accionamiento 8; un sistema óptico 9; un dispositivo de
dirección 10; y el blanco interno 11.
El generador de pulsos de láser 7 es de tipo
conocido, por ejemplo de tipo excimer o de estado sólido, y
proporciona secuencias de pulsos de láser P de energía
predeterminada, con una frecuencia de generación R_{G}
preferentemente de más de 100 Hz.
El sistema óptico 9, como es también sabido,
está localizado a lo largo del trayecto de los pulsos de láser P, y
por ejemplo puede comprender colimadores, sistemas de lentes,
filtros (no mostrado).
El dispositivo de dirección 10 intercepta pulsos
de láser P, y los dirige tal como ordena el dispositivo de control
4. Como se muestra esquemáticamente en la figura 2, el dispositivo
de dirección 10 comprende dos espejos 12, 13 localizados a lo largo
del trayecto de los pulsos de láser P, y orientables en torno a
respectivos ejes de rotación perpendiculares A_{X}, A_{Y}, por
medio de accionadores 14, 15 controlados por respectivas señales de
dirección S_{X}, S_{Y} proporcionadas por el dispositivo de
control 4 (figura 1).
Más en concreto, el dispositivo de control 4
está conectado el dispositivo de memoria 5, y genera señales de
dirección S_{X}, S_{Y} en base al perfil de ablación memorizado
en el dispositivo de memoria.
El perfil de ablación está definido por
conjuntos de coordenadas relativas a una parte de tejido de la
córnea 3a -en adelante aludido como el volumen objetivo V_{TAR}-
que tiene que ser retirado para corregir un defecto refractivo del
ojo 3. Con referencia a las figuras 3 y 4, las coordenadas se toman
a partir de un sistema de tres ejes cartesianos perpendiculares X,
Y, Z, en el que el eje Z coincide con el eje óptico del ojo 3. En el
perfil de ablación almacenado en el dispositivo de memoria 5, hay un
volumen objetivo V_{TAR} definido en forma de una serie de capas
L_{1}, L_{2}, ..., L_{N} a eliminar. Las capas L_{1},
L_{2}, ..., L_{N} son preferentemente de grosor homogéneo y de
respectivas áreas A_{1}, A_{2}, ..., A_{N}. En el ejemplo de
las figuras 3 y 4, el perfil de ablación seleccionado requiere
primero la eliminación de capas de área pequeña L_{1}, L_{2},
..., L_{N}. Debe señalarse que, en el caso de una córnea
especialmente desigual 3a, algunas capas pueden incluir una serie de
regiones no conexas; y el término "capas" puede incluir además
diferentes partes de la misma capa física de la córnea 3a, a ser
eliminadas en diferentes etapas, y por lo tanto memorizadas por
separado en el dispositivo de memoria 5.
Bajo el control del dispositivo de control 5, el
aparato de emisión 2 emite pulsos de láser P hacia el volumen
objetivo V_{TAR}, con una frecuencia de emisión media R_{DK}.
Aquí y en lo sucesivo, el término "frecuencia de emisión media
R_{DK}" se refiere exclusivamente a la frecuencia media de los
pulsos de láser P producidos por el generador de pulsos de láser 7,
y dirigidos mediante el dispositivo de dirección 10 al volumen
objetivo V_{TAR} para eliminar una capa genérica L_{K}, en el
intervalo de tiempo entre el comienzo de la ablación de la capa
genérica L_{K}, y el comienzo de la eliminación de la siguiente
capa L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}. Además, se entiende que la
duración de la etapa de eliminación de la capa genérica L_{K} es
igual a la duración del mencionado intervalo de tiempo, e incluye
las etapas en las que el volumen objetivo V_{TAR} es alcanzado
por los pulsos de láser P, y las etapas en las que el volumen
objetivo V_{TAR} no es alcanzado por los pulsos de láser P. Por lo
tanto, la frecuencia de emisión media R_{DK} es menor, o como
mucho igual, a la frecuencia de generación R_{G}.
El dispositivo de control 4 controla el
dispositivo de dirección 10, de tal forma que dirige pulsos de láser
P, alternativamente al volumen objetivo V_{TAR} y fuera del
volumen objetivo V_{TAR} (preferentemente el blanco interno 11),
y de tal forma que controla la frecuencia de emisión media R_{DK}.
De hecho, cuanto mayor es el número de pulsos de láser desviados
respecto del volumen objetivo V_{TAR}, menor es la frecuencia de
emisión media R_{DK}.
De forma más específica, la frecuencia de
emisión principal R_{DK} está controlada como una función de las
áreas A_{1}, A_{2}, ..., A_{N} de las capas L_{1}, L_{2},
..., L_{N}, de forma que cuando se elimina cada capa L_{1},
L_{2}, ..., L_{N}, el volumen objetivo V_{TAR} recibe una
serie de pulsos del láser P por unidad de tiempo y por unidad de
área, por debajo del umbral predeterminado N_{T}. En la
realización de la invención aquí descrita, la frecuencia de emisión
principal R_{DK} se determina de acuerdo con la ecuación:
(1)R_{DK} =
R_{G} * T_{DK}/T_{REF} = R_{G} *
A_{K}/A_{REF}
En (1), T_{REF} es el término adoptado para la
ablación de una capa muestra de referencia, de área A_{REF} mayor
que las áreas A_{1}, A_{2}, ..., A_{N} de las capas L_{1},
L_{2}, ..., L_{N}, a la frecuencia de generación R_{G}, para
conseguir un número predeterminado N_{R} por debajo del umbral
N_{T}, de pulsos de láser incidentes P por unidad de tiempo y de
área de tejido de la córnea.
(2)N_{R} \leq
N_{T}
T_{DK} es el tiempo que lleva enviar los
pulsos de láser P necesarios para eliminar la capa genérica L_{K}
del área A_{K}, y está dado por la ecuación:
(3)T_{DK} =
T_{REF} * A_{K} /
A_{REF}
En la realización aquí descrita, el número de
pulsos de láser P que impactan con el volumen objetivo V_{TAR},
por unidad de tiempo y unidad de área, cuando se elimina cada una de
las capas L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}, es igual al número
N_{R}, es sustancialmente constante y está por debajo del umbral
predeterminado N_{T}.
Alternativamente, el número N_{R} puede
también variar, siempre por debajo del umbral N_{T}, en función
del área A_{1}, A_{2}, ..., A_{N} de las capas L_{1},
L_{2}, ..., L_{N}. Por ejemplo, el número N_{R} puede ser
ligeramente superior para eliminar las capas L_{1}, L_{2}, ...,
L_{N} de área pequeña A_{1}, A_{2}, ..., A_{N}.
Por otra parte, la frecuencia -indicada como
R_{OK}- con la que el dispositivo de dirección 10 desvía pulsos de
láser P sobre el blanco interno 11, está dada por la ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
(4)R_{OK} =
R_{G} -
R_{DK}
\vskip1.000000\baselineskip
Para cada capa L_{K}, el tiempo total T_{OK}
durante el que los espejos desvían los haces de láser sobre el
blanco interno, vale:
(5)T_{OK} =
T_{REF} -
T_{DK}
Cuando se elimina cada capa L_{1}, L_{2},
..., L_{N}, el tiempo total T_{OK} puede ser un intervalo
ininterrumpido, o un intervalo dividido en una serie de intervalos
separados.
En otras palabras, el dispositivo de control 4
funciona de forma que adapta la frecuencia de emisión media
R_{DK}, a las respectivas áreas A_{1}, A_{2}, ..., A_{N} de
las capas L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}, según son eliminadas.
El láser para fotoablación acorde con la
invención tiene la ventaja de impedir un grosor de ablación
desigual, provocado por la interacción entre los pulsos de láser que
impactan en la córnea y los gases de evaporación del tejido de la
córnea, producidos por los pulsos de láser inmediatamente
precedentes, y tiene la ventaja de impedir el sobrecalentamiento del
tejido de la córnea durante el tratamiento, y cualquier posible daño
que este pudiera provocar. Obviamente, se consigue la máxima
uniformidad del grosor de la ablación, utilizando el mismo número de
pulsos por unidad de tiempo y de área, para todas las capas.
La figura 5 muestra la segunda realización de la
invención, en la que cualesquiera partes idénticas a las ya
descritas, son indicadas utilizando los mismos números de
referencia. En este caso, un láser para fotoablación 100 comprende
un aparato 2 para emitir pulsos de láser P; un dispositivo de
control 104 asociado con el aparato 2 para controlar la emisión de
pulsos de láser P; y el dispositivo de memoria 5.
El dispositivo de control 104 está conectado a
la unidad de accionamiento 8 del generador de pulsos de láser 7, que
emite pulsos de láser P a una frecuencia de generación variable
R_{G}. En otras palabras, el dispositivo de control 104 actúa
sobre la unidad de accionamiento 8 para controlar directamente la
frecuencia de generación R_{G}, y para mantener el número N_{R}
de pulsos de láser P enviados al volumen objetivo V_{TAR}, por
unidad de tiempo y por unidad de área, por debajo del umbral
predeterminado N_{T}. El número N_{R} es preferentemente
constante para todas las capas L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}. En
este caso, la frecuencia de emisión media R_{DK} es igual a la
frecuencia de generación R_{G}. Los valores de la frecuencia de
generación R_{G} para cada capa L_{1}, L_{2}, ..., L_{N},
son determinados en cada caso individual como se ha descrito arriba,
en concreto con referencia a las ecuaciones (1) - (5).
En la realización de la figura 6, la frecuencia
de emisión media R_{DK} de un láser para fotoablación 200 está
controlada por un dispositivo de control 204, que modifica el tiempo
de activación de un obturador 205 localizado a lo largo del
trayecto de los pulsos de láser P.
\bullet WO 9 938 443 A [0004]
\bullet WO 03 101 326 A [0005]
\bullet US 5 984 916 A [0005]
\bullet US 6 302 877 B1 [0005]
Claims (8)
1. Un láser para fotoablación que comprende:
- un dispositivo de memoria (5) del perfil de ablación, adaptado para almacenar conjuntos de coordenadas que definen un volumen objetivo (V_{TAR}) a eliminar en forma de una serie de capas (L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}) de grosor predeterminado y respectivas áreas (A_{1}, A_{2}, ..., A_{N});
- un aparato de emisión de pulsos de láser (2), adaptado para enviar pulsos de láser (P) con una frecuencia de emisión media (R_{DK}) al volumen objetivo (V_{TAR}), al objeto de eliminar las mencionadas capas; y
- un dispositivo de control (4; 104; 204) asociado con el aparato de emisión de pulsos de láser (2), adaptado para controlar la frecuencia de emisión media (R_{DK}) de los pulsos de láser, en función de las respectivas áreas (A_{1}, A_{2}, ..., A_{N}) de las capas (L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}) de forma que, cuando se elimina cada capa, el volumen objetivo (V_{TAR}) recibe una serie (N_{R}) de pulsos de láser (P) por unidad de tiempo y por unidad de área, por debajo del umbral predeterminado (N_{T});
caracterizado porque el número (N_{R})
de pulsos por unidad de tiempo y por unidad de área, es igual para
todas las capas (L_{1}, L_{2}, ..., L_{N}).
2. Un láser como el reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de emisión
de pulsos de láser (2) está adaptado para impedir que los pulsos de
láser (P) sean enviados al volumen objetivo (V_{TAR}) durante un
intervalo de tiempo ininterrumpido (T_{OK}), cuando se elimina
cada capa.
3. Un láser como el reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de emisión
de pulsos de láser (2) está adaptado para impedir que los pulsos de
láser (P) sean enviados al volumen objetivo (V_{TAR}) durante una
serie de intervalos de tiempo separados, cuando se elimina cada
capa.
4. Un láser como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aparato de emisión de pulsos de láser (2) comprende un dispositivo
de generación de pulsos de láser, adaptado para (7) suministrar los
mencionados pulsos de láser (P) con una frecuencia de generación
(R_{G}); y un dispositivo de dirección (10) adaptado para dirigir
los pulsos de láser.
5. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de
control (4) está conectado al dispositivo de dirección, y adaptado
(10) para dirigir los pulsos de láser (P), alternativamente al
volumen objetivo (V_{TAR}) y fuera del volumen objetivo
(V_{TAR}), al objeto de mantener por debajo del umbral
predeterminado (N_{T}) el número (N_{R}) de pulsos de láser
enviados al volumen objetivo (V_{TAR}) por unidad de tiempo y por
unidad de área, cuando se elimina cada capa.
6. Un láser como el reivindicado en la
reivindicación 4 o la 5, caracterizado porque el dispositivo
de dirección (10) está adaptado para reducir la frecuencia de
emisión media (R_{DK}) a un valor inferior a la frecuencia de
generación (R_{G}).
7. Un láser como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el
dispositivo de dirección (10) comprende dos espejos (12, 13)
localizados a lo largo de un trayecto de los mencionados pulsos de
láser (P), y controlables mediante el dispositivo de control
(4).
8. Un láser como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el
dispositivo de control (104) está conectado al dispositivo de
generación de pulsos de láser, y adaptado (7) para controlar la
frecuencia de generación (R_{G}), de forma que el número (N_{R})
de pulsos de láser enviados al volumen objetivo (V_{TAR}) por
unidad de tiempo y por unidad de área, cuando se elimina cada capa,
se mantiene por debajo del umbral predeterminado (N_{T}).
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| EP1649843B1 (en) | 2007-12-12 |
| DE602005003750T2 (de) | 2008-12-24 |
| ITMI20042020A1 (it) | 2005-01-22 |
| CA2524105A1 (en) | 2006-04-22 |
| US20060095024A1 (en) | 2006-05-04 |
| EP1649843A1 (en) | 2006-04-26 |
| DE602005003750D1 (de) | 2008-01-24 |
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