ES2353847T3

ES2353847T3 - Dispositivo para el tratamiento de material, en particular la cirugía ocular refractiva.

Info

Publication number: ES2353847T3
Application number: ES07007119T
Authority: ES
Inventors: Klaus Dr. Vogler; Christof Donitzky
Original assignee: Wavelight GmbH
Current assignee: Wavelight GmbH
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2011-03-07
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: EP1977725B1; US20080249513A1; WO2008122405A1; EP1977725A1; KR20100015367A; CN101686874A; RU2009137997A; CN101686874B; RU2471459C2; MX2009010679A; DE502007005750D1; CA2682775A1; BRPI0809669B8; US8425498B2; BRPI0809669A2; JP5276651B2; CA2682775C; KR101312704B1; BRPI0809669B1; JP2010523185A

Abstract

Dispositivo de corte de Flap LASIK para la cirugía ocular refractiva con - una fuente de rayo láser (10) pulsada, - unos medios (14) para enfocar y guiar el rayo láser (12) emitido por la fuente de rayo láser sobre un ojo (16), - un control (18) asistido por ordenador para el control de los medios de guiado (14) de tal manera, que los focos (F) del rayo láser (12') guiado sean guiados sobre una trayectoria (S, Z) predeterminada junto al ojo o sobre el mismo, en el que - la trayectoria tiene forma de línea o de columna, caracterizado porque - las distancias (Δxi) entre los focos (F) adyacentes en una línea (Z) varían de manera estocástica, o - las distancias (Δyi) entre los focos (F) adyacentes en la columna (S) varían de manera estocástica.

Description

Dispositivo para el tratamiento de material, en particular la cirugía ocular refractiva.

La presente invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de material, en particular la cirugía ocular refractiva, con una fuente de láser pulsada, unos medios para enfocar y guiar el rayo láser emitido por la fuente de rayo láser sobre el material que hay que tratar, tal como, en particular, un ojo, y con un control asistido por ordenador para el control de los medios de guiado de tal manera, que los focos del rayo láser sean guiados sobre una trayectoria controlada.

A continuación se describe la invención destinada a la cirugía ocular refractiva, en particular al LASIK.

El LASIK es un procedimiento ampliamente implantado en la cirugía refractiva. En la cirugía refractiva, se modifican las propiedades de refracción del ojo mediante radiación láser.

Un instrumento que gana en importancia en el LASIK es el láser de femtosegundos, es decir, un láser pulsado con longitudes de pulso extremadamente cortas, las cuales pueden estar en el intervalo de algunos cientos de femtosegundos. Debido a estas longitudes de pulso cortas, mediante el enfoque de la radiación dentro de volúmenes muy pequeños, es posible generar densidades de potencia extremadamente elevadas de radiación electromagnética y con ello intensidades de campo extremadamente altas. El láser de femtosegundos sirve en el LASIK, en la actualidad, principalmente como instrumento para la generación del denominado corte de Flap, es decir de un corte a través de la córnea para la generación de una tapita ("Flap") que, por regla general, queda conectada a través de una pequeña pieza de borde con la córnea, de manera que pueda ser abierta para poner al descubierto el estroma sitiado debajo, el cual es retirado entonces con un rayo láser (distinto) según un perfil de ablación calculado con anterioridad. Después de esta nueva configuración de la córnea la tapa se vuelva a abatir y cicatriza, por regla general, muy rápido de nuevo con la córnea. El láser de femtosegundos sustituye cada vez más al microqueratomo. El microqueratomo es un dispositivo mecánico provisto de una cuchilla oscilante, con la cual se puede llevar a cabo asimismo el corte descrito con anterioridad para la generación de la tapita.

Se estima que, hasta el momento, se han llevado a cabo más de 1 millón de operaciones de este tipo en todo el mundo con un láser de femtosegundos.

La utilización del láser de femtosegundos para el corte descrito con anterioridad en la córnea se designa también Fs-LASIK. El Fs-LASIK presenta, frente a la utilización de un microqueratomo mecánico una serie de ventajas, tales como, por ejemplo, menor riesgo de complicaciones, una mayor precisión del grosor de corte deseado del Flap y también un corte de borde mejor formado.

De todos modos, para conseguir con un láser Fs una calidad del lecho de corte como con la cuchilla precisa de un microqueratomo y también para posibilitar un desprendimiento sin complicaciones del Flap tras el corte, en el Fs-LASIK, los parámetros del proceso deben estar ajustados de forma muy fina, en particular los parámetros de corte (ver abajo).

La causa de esta optimización fina necesaria de la Fs-LASIK radica en la física de la generación del corte. Fundamentalmente se forma el corte Fs-LASIK mediante una alineación muy junta de las denominadas microdisecciones pequeñas con, por ejemplo, un diámetro en el intervalo de 5 \mum. El tejido es abierto mediante una densidad de potencia local extremadamente alta (es decir una intensidad de campo grande) y tiene lugar una separación local del tejido de la córnea y de las microfibrillas contenidas en ella. Mediante la totalidad de los pulsos enfocados contiguos se forma, en último término, una separación superficial del tejido. Las intensidades de campo necesarias se consiguen, con los láseres disponibles hoy en día, únicamente en el foco. Esto presenta nuevamente la ventaja de que la separación del tejido se puede llevar a cabo también en profundidad por debajo de la superficie del tejido precisamente en el lugar del foco.

Los parámetros del procedimiento optimizados de manera muy sensible, mencionados anteriormente, son en especial la energía de pulso láser, el diámetro del foco, la distancia del punto del foco, así como el control, en el espacio y el tiempo, de pulsos enfocados de manera individual.

Para la realización del corte Fs-LASIK con una alineación de microdisecciones estrechamente adyacentes mediante colocación estrecha y secuencia temporal de puntos de foco guiados en una trayectoria existen, en el estado de la técnica, varios planteamientos. Un criterio es al mismo tiempo la necesidad de tiempo para llevar a cabo el corte total para la generación del Flap.

El estado de la técnica da a conocer, por ejemplo, la guía de los focos de los puntos de radiación individuales de un pulso a otro pulso a lo largo de una trayectoria en forma de espiral y en particular también una guía en forma de líneas de los focos temporalmente consecutivos, similar aproximadamente al control del rayo de electrones en un tubo de imagen convencional.

Los medios con los cuales la radiación láser es formada y guiada en el espacio con los propósitos descritos con anterioridad son conocidos en el estado de la técnica. La reticulación en forma de líneas de los focos, mencionada con anterioridad, está muy extendida debido a que al mismo tiempo se puede recurrir a técnicas de exploración existentes (espejo y sus controles). Para generar, con un control de líneas de este tipo de pulsos de radiación láser consecutivos, un buen corte Fs-LASIK pueden ser adecuados, por ejemplo, los parámetros siguientes:

1

Con estos parámetros, se puede conseguir, por ejemplo, un corte de Flap en menos de 30 segundos.

De todos modos, recientemente se ha producido un fenómeno, en relación con el corte Fs-LASIK, que irrita a los pacientes tratados de la siguiente manera. Los pacientes tras la operación Fs-LASIK en algunas ocasiones, en cantos afilados de objetos, ven estructuras de borde de colores poco definidos, es decir una especie de arco iris. Esto se designa "efecto Rainbow-Glare".

En el documento WO 03/011175, se expone una secuencia irregular de impulsos de ablación láser con el fin de mantener reducida la frecuencia local de la retirada y evitar influencias térmicas opuestas de las zonas de retirada durante el PRK con el fin de obtener de este modo una rugosidad superficial.

El documento US 2006/0095023 se basa en la reflexión de que durante el tratamiento de material con pulsos láser enfocados, por ejemplo en la córnea, los efectos que aparecen tienen un comportamiento determinado a lo largo del tiempo. La acción del pulso láser individual consiste en la generación de cavidades, que se hinchan a continuación vuelven a "desinflarse". Para evitar que un pulso que se conecta en una secuencia de pulsos a un pulso anterior caiga en la zona de la acción del pulso precedente, la distancia de un pulso posterior se hace tan grande que está situado fuera de la cavidad que se ha formado con anterioridad.

La invención plantea el problema de evitar un efecto de arco iris de este tipo.

El problema de la invención se resuelve mediante un dispositivo según la reivindicación 1.

La invención parte de la suposición de que los efectos de arco iris mencionados se producen debido a que, en caso de control convencional de las posiciones espaciales de los focos de radiación, se generan estructuras de la córnea las cuales actúan, con posterioridad, por ejemplo como una rejilla, la cual descompone la luz blanca que la atraviesa, por difracción, en sus componentes espectrales. Dicho de otro modo: en el estado de la técnica, se forman, a causa del posicionamiento espacial seleccionado de los focos de radiación individuales, estructuras regulares con distancias entre focos regulares las cuales pueden formar, en especial, una rejilla bidimensional, la cual genera en el ojo, sobre la retina, imágenes de difracción, de manera que los colores individuales de la luz blanca ya no coinciden con precisión durante la contemplación de un canto afilado.

Se entiende que este efecto en ningún caso es deseado en la cirugía refractiva.

Según la invención se eligen ahora las distancias entre posiciones de los focos contiguas de tal manera que las estructuras regulares mencionadas en el material tratado, en especial en una córnea, ya no aparecen. Dicho de otro modo: según la invención los puntos de acción de la radiación láser se posicionan de tal manera que ya no se forman estructuras regulares que provoquen efectos de difracción indeseados.

En el caso del corte Fs-LASIK de tipo convencional, estas estructuras regulares que originaban el efecto de difracción indeseado aparecían gracias a que los diferentes focos de la radiación láser eran posicionados esencialmente equidistantes y de este modo quedaban, también después de abatir de vuelta el Flap y finalizado el proceso de cicatrización, unas estructuras de rejilla regulares con variación local del índice de refracción.

Según una estructuración preferida de la invención las distancias de posiciones de foco contiguas se varían de manera estocástica. Para ello, se puede predeterminar, por ejemplo para el cálculo de las posiciones individuales de focos espacialmente consecutivos, una distancia de base invariable durante el cálculo, la cual es variada entonces, de un pulso a otro, entre límites pequeños predeterminados. Al mismo tiempo, los límites de divergencia predeterminados (es decir los límites de la divergencia con respecto a la secuencia de focos equidistantes) están seleccionados de tal manera que los focos, a pesar de sus distancias irregulares, generan como resultado un corte limpio. Por ejemplo, los límites de divergencia se pueden ajustar a entre un 5 y un 20 % de las constantes de la rejilla de cálculo mencionada, siendo la constante de rejilla de la rejilla de base de cálculo suficientemente pequeña como para dar lugar, también para la mayor distancia posible de las posiciones de focos generadas de esta manera, a microdisecciones ininterrumpidas.

A continuación se describe con mayor detalle un ejemplo de forma de realización de la invención a partir del dibujo, en el que:

la Figura 1 muestra de manera esquemática, un dispositivo para la cirugía ocular refractiva;

la Figura 2 muestra un ejemplo de forma realización para una trayectoria, según la cual son controlados los focos de pulsos láser Fs en una córnea en secuencia temporal en una córnea; y

la Figura 3 muestra una sección de la Figura 2, en la cual está destacada la equidistancia regular entre las posiciones de foco individuales.

La Figura 1 muestra de manera esquemática un dispositivo conocido como tal para la cirugía ocular refractiva con una fuente de rayo láser 10 para la generación de pulsos láser con longitudes de pulso en el intervalo de los femtosegundos, estando indicados los pulsos emitidos mediante el signo de referencia 12. Los pulsos láser son orientados en unos medios 14 para la formación, en particular el enfoque, y la guía de los pulsos de rayo láser 12' en dirección sobre un ojo 16. Los medios para la formación, el enfoque y la guía de la radiación son como tales asimismo conocidos. Un control 18 asistido por ordenador controla la fuente de rayo láser y los medios 14 para la formar y guiar el rayo. Por ejemplo, los pulsos de rayo láser 12' son guiados, en correspondencia con la flecha 20, sobre el ojo que hay que tratar de manera refractiva. Dado que se trata de pulsos de radiación discretos, este guía sobre el ojo puede designarse también como "reticulación".

La Figura 2 muestra de manera esquemática una reticulación de este tipo de los focos F en un corte LASIK Fs. El borde del corte está designado mediante R. Por ejemplo, el corte puede tener un diámetro de 9 mm. En la Figura 2, están representadas, en la mitad superior, únicamente los focos F individuales, la mitad inferior de los focos debe imaginarse correspondientemente completada.

Los focos F de los pulsos láser 12' temporalmente secuenciales son guiados en unas líneas Z, estando marcados los saltos de línea mediante flechas. La secuencia temporal de los pulsos discurre, por lo tanto, de manera lineal en líneas de derecha a izquierda o de izquierda a derecha. Tal como muestra la Figura 2, se forma una estructura de rejilla regular, en la cual puntos de foco F contiguos en una línea Z tiene siempre la misma distancia \Deltax_{0}. La distancia \Deltay_{0} es también constante entre las líneas. Cabe evitar esta estructura de rejilla regular, como se ha explicado más arriba.

Para ello, se varían en el ejemplo de forma de realización según la Figura 3 en una línea Z las distancias \Deltax entre posiciones de foco contiguas. Por ejemplo, la distancia \Deltax_{i} entre dos focos F contiguos representada es mayor que la distancia \Deltax_{i+1} en el intervalo siguiente entre dos focos.

Esta variación de las distancias tiene lugar de forma irregular a lo largo de cada una de las líneas por lo menos para una gran parte de las distancias entre focos. Esta medida "por lo menos en una gran parte" debe seleccionarse de tal manera que en total no se forme ninguna estructura de rejilla suficientemente regular, que puede generar efectos de perturbadores en el sentido descrito más arriba. Bajo estos presupuestos unas pocas posiciones de foco equidistantes no molestan.

Una posibilidad de variar la distancia entre focos \Deltax dentro de una línea es el planteamiento estocástico siguiente:

2

\Deltax_{0} es una distancia básica predeterminada mediante cálculo de focos (focos) contiguos en una línea Z. Esta distancia se varía entre ciertos límites, de acuerdo con las fórmulas anteriores, de forma estocástica, es decir de acuerdo con una secuencia aleatoria. Por ejemplo, la distancia básica \Deltax_{0} de cálculo es de 5 \mum para un diámetro de foco de 3 \mum. El factor a indica los límites para la variación admisible de la distancia entre focos contiguos. Cuando vale a = 0,10, entonces la variación admisible de las distancias de los focos es del 10%. El factor a determina por lo tanto la amplitud de modulación de las distancias entre los focos. Los valores i, (i+1) son cifras aleatorias generados con el generador aleatorio en el intervalo de cifras [0 ... 1], que determinan en el caso individual, de manera estocástica, la distancia entre focos. Los parámetros \Deltax_{0}, a, i se seleccionan de tal manera que a pesar de las variaciones de distancia los focos estén situados suficientemente próximos, con el fin de generar un lecho de corte "continuo" coherente.

Es determinante que las variaciones de las distancias entre focos tenga como consecuencia que no se pueda generar ya, a causa de una estructura de rejilla regular, ninguna imagen de difracción perturbadora para la utilización correspondiente.

De forma análoga, se podría variar también, en lugar de por sí o adicionalmente a la variación de las distancias en una línea, también la distancia de foco en las columnas S. Correspondientemente, la regularidad de las distancias entre focos podría eliminarse por lo tanto en dirección y del siguiente modo:

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Al mismo tiempo, los parámetros individuales tienen significados análogos, tal como se ha explicado anteriormente, con respecto a las variaciones de distancia en la línea Z. El factor b = 0,15 indica, por lo tanto, los límites para las variaciones de distancia en la dirección y, aquí son un 15 % y \Deltay_{0} es la distancia de base, indicada mediante cálculo, entre los focos en la columna S. En este caso, hay que elegir y optimizar los parámetros individuales también de tal manera que en cualquier caso, para el diámetro de foco predeterminado y las energía de pulso ajustadas del láser Fs, resulte una superficie de corte coherente.

En total, se forma en el lecho de corte una rugosidad residual que permanece con oscilaciones de densidad las cuales son, sin embargo, suficientemente irregulares como para poder excluir efectos de difracción indeseados.

Teóricamente es imaginable conseguir el efecto descrito anteriormente de distancias variables entre focos, las cuales se obtienen por cálculo mediante un generador aleatorio o similar también, por lo menos parcialmente, mediante una guía de rayo mecánicamente inestable ("vibrante") si bien debe preferirse un control y dominio del proceso mediante ordenador.

Claims

1. Dispositivo de corte de Flap LASIK para la cirugía ocular refractiva con

-: una fuente de rayo láser (10) pulsada,

-: unos medios (14) para enfocar y guiar el rayo láser (12) emitido por la fuente de rayo láser sobre un ojo (16),

-: un control (18) asistido por ordenador para el control de los medios de guiado (14) de tal manera, que los focos (F) del rayo láser (12') guiado sean guiados sobre una trayectoria (S, Z) predeterminada junto al ojo o sobre el mismo,

: en el que

-: la trayectoria tiene forma de línea o de columna,

: caracterizado porque

-: las distancias (\Deltax_{i}) entre los focos (F) adyacentes en una línea (Z) varían de manera estocástica, o

-: las distancias (\Deltay_{i}) entre los focos (F) adyacentes en la columna (S) varían de manera estocástica.

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2. Dispositivo de corte de Flap LASIK según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de rayos láser (10) es un láser de femtosegundos.