RU2054908C1 - Method for removing corneal tissue - Google Patents

Method for removing corneal tissue Download PDF

Info

Publication number
RU2054908C1
RU2054908C1 SU4719670A RU2054908C1 RU 2054908 C1 RU2054908 C1 RU 2054908C1 SU 4719670 A SU4719670 A SU 4719670A RU 2054908 C1 RU2054908 C1 RU 2054908C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cornea
power density
eye
radiation
right eye
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Н. Федоров
А.Д. Семенов
Е.Н. Бейлин
Е.Н. Лехциер
М.Ю. Орлов
И.А. Скворцов
А.А. Харизов
В.С. Тюрин
Original Assignee
Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" filed Critical Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза"
Priority to SU4719670 priority Critical patent/RU2054908C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2054908C1 publication Critical patent/RU2054908C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves exposing cornea to ultraviolet laser radiation pulses with wavelength less than 250 nm, pulse durations not longer than 1•10-6 s, mean radiation power density being in the range from 0,01-50 Wt/cm2 and peak power density being 104-109 Wt/cm2. EFFECT: reduced traumatic effects. 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для хирургического изменения рефракции глаза. The invention relates to medicine, namely to ophthalmology, and can be used for surgical changes in eye refraction.

Известен способ удаления роговичной ткани облучением эксимерного лазера. A known method of removing corneal tissue by irradiation of an excimer laser.

К недостаткам данного способа следует отнести высокую травматичность из-за тепловых и механических повреждений биологической ткани роговицы, находящие свое выражение в достаточно большой ширине зоны коагулированной ткани, окаймляющей зону действия. Это происходит также в результате длительного времени проведения операции по данному способу около 3 мин и более и необходимости работы при больших плотностях энергии излучения, а именно со средней плотностью мощности облучения не менее 3 Вт/см2 и пиковой плотностью мощности облучения не менее 108 Вт/см2.The disadvantages of this method include high invasiveness due to thermal and mechanical damage to the biological tissue of the cornea, which are expressed in a sufficiently large width of the zone of coagulated tissue that borders the zone of action. This also occurs as a result of the long operation time of this method for about 3 minutes or more and the need to work at high radiation energy densities, namely with an average radiation power density of at least 3 W / cm 2 and a peak radiation power density of at least 10 8 W / cm 2 .

Цель изобретения снижение травматичности. The purpose of the invention is the reduction of morbidity.

Цель достигается тем, что в способе удаления роговичной ткани облучением эксимерного лазера роговицу облучают последовательностью импульсов с длиной волны менее 250 нм, длительностью импульсов не боле 1 х 10-6 с, средней плотностью мощности 0,01-50 Вт/см2 пиковой плотностью мощности 104 109 Вт/см2.The goal is achieved by the fact that in the method of removing corneal tissue by irradiating an excimer laser, the cornea is irradiated with a pulse sequence with a wavelength of less than 250 nm, a pulse duration of no more than 1 x 10 -6 s, an average power density of 0.01-50 W / cm 2 peak power density 10 4 10 9 W / cm 2 .

Интервал средней плотности мощности облучения и пиковой плотности мощности облучения подобраны экспериментальным путем и взаимосвязаны друг с другом. Нижние пределы средняя плотность мощности облучения 0,01 Вт/см2 и пиковая плотность мощности облучения 104 Вт/см2 обеспечивают начало селективного удаления поверхностного слоя роговицы, называемой абляцией.The interval of the average radiation power density and peak radiation power density are selected experimentally and interconnected. Lower limits An average radiation power density of 0.01 W / cm 2 and a peak radiation power density of 10 4 W / cm 2 initiate selective removal of the surface layer of the cornea, called ablation.

При средних значениях плотности мощности облучения и пиковой плотности мощности облучения, соответственно ниже 0,01 Вт/см2 и 104 Вт/см2 эффект абляции не наблюдается.At average values of the radiation power density and peak radiation power density, respectively, below 0.01 W / cm 2 and 10 4 W / cm 2, the ablation effect is not observed.

Верхние пределы средняя плотность мощности облучения 50 Вт/см2 и пиковая плотность мощности облучения 109 Вт/см2 соответствуют насыщению по толщине испаряемого слоя и началу тепловых и механических повреждений биологической ткани. При значениях, превышающих данные величины, наступают явно выраженные тепловые и механические повреждения роговицы глаза.The upper limits mean radiation power density of 50 W / cm 2 and peak radiation power density of 10 9 W / cm 2 correspond to saturation in the thickness of the vaporized layer and the onset of thermal and mechanical damage to biological tissue. At values exceeding these values, pronounced thermal and mechanical damage to the cornea of the eye occurs.

Временный диапазон не более 1 ·10-6 с выбран из соображений, что длительность лазерного импульса τ должна быть короче времени тепловой релаксации t, определяемом из соотношения t l2/2 κ, где l оптическая глубина проникновения на данной длине волны; κ коэффициент температуропроводности, определяемый плотностью, теплоемкостью и теплопроводностью ткани роговицы.Temporary range is not more than 1 x 10 -6 s is selected from the consideration that the laser pulse duration τ must be shorter than the thermal relaxation time t, determined from the ratio tl 2/2 κ, where l is the optical depth of penetration at a given wavelength; κ coefficient of thermal diffusivity, determined by the density, heat capacity and thermal conductivity of the corneal tissue.

При длительности импульсов воздействия больших, чем 1 ·10-6 с на ткани роговицы, будет наблюдаться ярко выраженный коагуляционный эффект.When the duration of the exposure pulses is greater than 1 · 10 -6 s on the corneal tissue, a pronounced coagulation effect will be observed.

Как известно, поверхность роговицы нормального глаза можно описать уравнением параболоида вращения. При патологиях роговицы глаза ее поверхность также описывается уравнением параболоида вращения. Так, например, при миопии поверхность роговицы глаза описывается параболоидом вращения с радиусом кривизны при вершине меньшим, чем для случая нормального глаза. Для лечения миопии необходимо с роговицы глаза удалить слой, ограниченный двумя параболическими поверхностями разной кривизны заштрихованный участок на фиг.1. При гиперметропии, когда поверхность роговицы глаза описывается параболоидом вращения с радиусом кривизны при вершине большим, чем для случая нормального глаза, необходимо с роговицы глаза также удалить слой заштрихованный участок на фиг.2. As you know, the surface of the cornea of the normal eye can be described by the equation of the paraboloid of rotation. In pathologies of the cornea of the eye, its surface is also described by the equation of the paraboloid of rotation. So, for example, with myopia, the surface of the cornea of the eye is described by a paraboloid of revolution with a radius of curvature at the apex smaller than for the normal eye. For the treatment of myopia, it is necessary to remove the layer bounded by two parabolic surfaces of different curvature from the cornea of the shaded area in Fig. 1. In case of hyperopia, when the surface of the cornea of the eye is described by a paraboloid of revolution with a radius of curvature at the apex greater than for the case of a normal eye, it is also necessary to remove the shaded area from the cornea of the eye in Fig. 2.

Воздействие дальнего УФ излучения на биологические ткани приводит к абляции последних, причем в определенном диапазоне энергетических характеристик излучения толщина удаляемого слоя пропорциональна плотности энергии лазерного излучения. The effect of far UV radiation on biological tissues leads to ablation of the latter, and in a certain range of energy characteristics of radiation, the thickness of the removed layer is proportional to the energy density of the laser radiation.

Проведенные эксперименты показали, что для лазерной абляции характерны пороги и насыщение по толщине испаряемого слоя за импульс, поэтому для проведения лучевого лечения патологий роговицы глаза необходимо построить зависимость глубины удаляемого за импульс слоя от плотности энергии найти порог абляции, и определить режимы работы (плотности энергии и частоты повторения импульсов), при которых отсутствуют тепловые и механические повреждения биологической ткани. The experiments showed that laser ablation is characterized by thresholds and saturation along the thickness of the vaporized layer per pulse, therefore, for radiation treatment of pathologies of the cornea of the eye, it is necessary to construct the dependence of the depth of the layer removed per pulse on the energy density to find the ablation threshold and determine the operating modes (energy density and pulse repetition rate) at which there are no thermal and mechanical damage to biological tissue.

Экспериментально определены следующие основные параметры эксимерной лазерной офтальмохирургической установки, работающей на длине волны 193 нм: длительность импульсов 15 нс; нижний предел плотности энергии должен быть выше порога абляции; верхний предел должен быть меньше 250 Дж/см2, так как при этом повреждение клеток эндотелия еще незначительно; для снижения тепловых и механических повреждений частота следования импульсов должна быть не более 20 Гц.The following basic parameters of an excimer laser ophthalmic surgical unit operating at a wavelength of 193 nm were experimentally determined: pulse duration 15 ns; the lower limit of the energy density should be above the ablation threshold; the upper limit should be less than 250 J / cm 2 , since the damage to the endothelial cells is still insignificant; to reduce thermal and mechanical damage, the pulse repetition rate should be no more than 20 Hz.

Перед операцией проводят обследование глаз пациентов: офтальмометрию, клиническую рефрактометрию, проверяют остроту зрения.Затем производят операцию путем облучения роговицы пациента последовательностью лазерных импульсов с параметрами, которые определяются расчетом операции и находятся в следующих пределах: длина волны излучения менее 250 нм; длительность импульсов не более 10-6 с; средняя плотность мощности облучения 0,01 50 Вт/см2; пиковая плотность мощности облучения 104 109 Вт/см2.Before the operation, patients' eyes are examined: ophthalmometry, clinical refractometry, visual acuity is checked. Then, the operation is performed by irradiating the patient’s cornea with a sequence of laser pulses with parameters that are determined by the calculation of the operation and are within the following limits: radiation wavelength less than 250 nm; pulse duration not more than 10 -6 s; average radiation power density of 0.01 to 50 W / cm 2 ; peak power density of radiation 10 4 10 9 W / cm 2 .

Профиль интенсивности луча воздействия определяется конкретным видом операции. The intensity profile of the exposure beam is determined by the specific type of operation.

П р и м е р 1. Больной П. 1963 г.р. обследован по поводу близорукости высокой степени, помутнения роговой оболочки обоих глаз. PRI me R 1. Patient P. born in 1963 examined for high myopia, clouding of the cornea of both eyes.

При исследовании: близорукость правого глаза 0,8 Д: левого 8,0 Д. Офтальмометрия правого глаза: 0о- 38,0; 90о- 43,25; левого глаза:0о- 40,25; 90о- 44,5. Толщина роговицы обоих глаз в центре составляет 520 мкм, на расстоянии 6 мм от центра 540 мкм. Произведена кератотомия правого глаза УФ лазером с длиной волны 193 нм по данной методике. После анестезии 1%-ным раствором дикаина и фиксации глазного яблока специально разработанной линзой.In the study: myopia of the right eye 0.8 D: left 8.0 D. Ophthalmometry of the right eye: 0 about - 38.0; 90 about - 43.25; left eye: 0 about - 40.25; 90 about - 44.5. The thickness of the cornea of both eyes in the center is 520 μm, at a distance of 6 mm from the center of 540 μm. A keratotomy of the right eye was performed using a UV laser with a wavelength of 193 nm using this technique. After anesthesia with a 1% solution of dicain and fixation of the eyeball with a specially designed lens.

Произведено облучение центральной зоны роговой оболочки излучением УФ лазера с длиной волны 190 нм, при средней плотности мощности 0,01 Вт/см2. Суммарная глубина воздействия в центре составила 82,4 мкм. Диаметр зоны воздействия 6,0 мм. При воздействии визуально отмечено появление в центре роговицы круглого дефекта с постепенно углубляющимся к центру диом. Время воздействия составило 120 с. Пациент во время вмешательства не испытывал никаких болевых ощущений.The central zone of the cornea was irradiated with UV laser radiation with a wavelength of 190 nm, with an average power density of 0.01 W / cm 2 . The total depth of exposure in the center was 82.4 microns. The diameter of the impact zone is 6.0 mm. When exposed to a visually marked appearance in the center of the cornea of a circular defect with gradually diome deepening towards the center. The exposure time was 120 s. The patient did not experience any pain during the intervention.

При осмотре на первые сутки после операции слабо выраженная смешанная инъекция глазного яблока, отек роговицы по краю воздействия. Эпителизация на 3 сутки. Глаз спокоен. Офтальмометрия правого глаза 2о- 31,25. 93о- 36,2. Острота зрения без корр. 0,6 (за счет помутнения в глубоких слоях). Жалоб нет.On examination, on the first day after the operation, a weakly expressed mixed injection of the eyeball, corneal edema along the edge of the impact. Epithelization on the 3rd day. The eye is calm. Ophthalmometry of the right eye 2 about - 31.25. 93 about - 36.2. Visual acuity without corr. 0.6 (due to turbidity in the deep layers). There are no complaints.

Через неделю после операции правого глаза производят операцию кератэктомии левого глаза: под местной анестезией 1%-ным раствором дикаина произведено удаление 85,2 мкм по той же технологии. Параметры и технология воздействия те же. Время воздействия 120 с. При осмотре в первые сутки виден круглый срез роговицы, углубляющийся в центре. На третий день эпителизация. A week after the operation of the right eye, a keratectomy of the left eye is performed: under local anesthesia with a 1% solution of dicain, 85.2 microns were removed using the same technology. The parameters and technology of exposure are the same. The exposure time is 120 s. When viewed on the first day, a round cut of the cornea is visible, deepening in the center. On the third day, epithelization.

Острота зрения без корр. 0,7 (за счет помутнений в глубоких слоях роговицы). Жалоб нет. Эффект стойко сохраняется на протяжении 1 года. Visual acuity without corr. 0.7 (due to opacities in the deep layers of the cornea). There are no complaints. The effect persists for 1 year.

П р и м е р 2. Больная С. 1948 г.р. Обследована по поводу стационарной близорукости выс.степени. PRI me R 2. Patient S. born in 1948 Examined for stationary myopia of the highest degree.

При обследовании: близорукость правого глаза 7,0 Д, левого 8,0 Д. Офтальмометрия правого глаза 0о 41,0; 90о 44,0; левого глаза 0о 41,5 до 90о 44,0.During the examination: myopia of the right eye 7.0 D, left 8.0 D. Ophthalmometry of the right eye 0 about 41.0; 90 o 44.0; left eye 0 about 41.5 to 90 about 44.0.

Толщина роговицы в центре правого глаза 494 мкм, левого глаза 498 мкм. The thickness of the cornea in the center of the right eye is 494 μm, the left eye is 498 μm.

Произведена операция УФ лазерная кератэктомия по предложенной методике, при средней плотности мощности 0,15 Вт/см2. Суммарная глубина воздействия составила 79,5 мкм. Время воздействия 40 с. Длина волны 193 нм.The operation was performed UV laser keratectomy according to the proposed method, with an average power density of 0.15 W / cm 2 . The total exposure depth was 79.5 μm. Exposure time 40 s. The wavelength is 193 nm.

На следующий день смешанная инъекция глазного яблока. В центре роговой оболочки округлый дефект с отеком по краю. Эпителизация на третий день. Офтальмометрия: 0о 34,5, 90о 37,25. Через 1 неделю острота зрения без корр. 1,0. Спустя 10 дней произведена аналогичная операция на левом глазу. Технология производства операции та же. Эпителизация на третий день. Офтальмометрия: 2о 34,0. 89о 36,25. Острота зрения без корр. 1,0. Эффект стойко делится на протяжении 6 мес. Сохраняется истончение роговицы на удаленную толщину ткани.The next day, a mixed injection of the eyeball. In the center of the cornea, a rounded defect with swelling along the edge. Epithelization on the third day. Ophthalmometry: 0 o 34.5, 90 o 37.25. After 1 week, visual acuity without corr. 1,0. After 10 days, a similar operation was performed on the left eye. The production technology of the operation is the same. Epithelization on the third day. Ophthalmometry: 2 o 34.0. 89 about 36.25. Visual acuity without corr. 1,0. The effect is steadily divided for 6 months. Thinning of the cornea to the removed tissue thickness is maintained.

П р и м е р 3. Больной Ч. 1945 г.р. Обследован по поводу миопии высокой степени, анизометропия, амблиопия правого глаза, центральная дистрофия сетчатки левого глаза. PRI me R 3. Patient Ch. Born in 1945 Examined for a high degree of myopia, anisometropia, amblyopia of the right eye, central dystrophy of the left eye retina.

Острота зрения правого глаза 0,01 с Sph-22,0 0,03; левого глаза 0,01 Sph 14,0 0,1. Низкая острота зрения обусловлена изменением со стороны глазного дна. Толщина роговой оболочки правого глаза 542 мкм. В целях обеспечения одинаковой рефракции произведена УФ лазерная кератэктомия правого глаза по предложенной методике при средней плотности мощности 0,83 Вт/см2 и длине волны 193 нм.Visual acuity of the right eye of 0.01 with Sph-22,0 0,03; left eye 0.01 Sph 14.0 0.1. Low visual acuity due to a change in the fundus. The thickness of the cornea of the right eye is 542 microns. In order to ensure the same refraction, a UV laser keratectomy of the right eye was performed according to the proposed method at an average power density of 0.83 W / cm 2 and a wavelength of 193 nm.

В центре роговой оболочки произведено удаление ткани на глубину 82,5 мкм. Диаметр зоны воздействия 6,0 мм. Офтальмометрия правого глаза до операции 31о 43,0; 120о 44,7.In the center of the cornea, tissue was removed to a depth of 82.5 microns. The diameter of the impact zone is 6.0 mm. Ophthalmometry of the right eye before surgery 31 about 43.0; 120 about 44.7.

Технология проведения операций аналогична предыдущим. Эпителизация на 3 день. Офтальмометрия после операции 25о 36,0; 120о 37,2. Острота зрения правого глаза с корр. 14,5 Д 0,08-0,1. Толщина роговицы 460,0 мкм. При сроках наблюдения до трех месяцев эффект операции сохраняется.The technology of operations is similar to the previous ones. Epithelization on day 3. Ophthalmometry after surgery 25 about 36.0; 120 about 37.2. Visual acuity of the right eye with corr. 14.5 D 0.08-0.1. The thickness of the cornea is 460.0 microns. With follow-up periods of up to three months, the effect of the operation is preserved.

Показанием к проведению операции являются поверхностные (до 1/3 толщины) помутнения роговой оболочки; дистрофические заболевания роговицы (кератиты, язвы, и т.п.); аномалии рефракции (миопия, гиперметропия, астигматизм). Indications for the operation are superficial (up to 1/3 of the thickness) opacities of the cornea; dystrophic diseases of the cornea (keratitis, ulcers, etc.); refractive errors (myopia, hyperopia, astigmatism).

Противопоказанием к проведению операции являются помутнения роговицы более, чем на 1/3 толщины аномалии рефракции с тонкой роговой оболочкой. Contraindications to the operation are clouding of the cornea more than 1/3 of the thickness of the refractive errors with a thin cornea.

Способ прошел клиническую апробацию в МНТК "Микрохирургия глаза" с августа 1988 г по июнь 1989 г. на 62 глазах. The method has been clinically tested at the ISTC "Eye Microsurgery" from August 1988 to June 1989 with 62 eyes.

Применение данного способа позволяет снизить травматизм проведения операции приблизительно в 6 раз за счет снижения тепловых и механических воздействий вследствие оптимизации времени операции не более 1-2 мин и возможности работы при наименьших плотностях энергии излучения. The application of this method allows to reduce the injuries of the operation by about 6 times due to the reduction of thermal and mechanical effects due to the optimization of the operation time of not more than 1-2 minutes and the possibility of working at the lowest radiation energy densities.

Claims (1)

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РОГОВИЧНОЙ ТКАНИ облучением эксимерным лазером, отличающийся тем, что, с целью снижения травматичности, роговицу облучают последовательностью импульсов с длиной волны менее 250 нм, длительностью импульсов не более 1 • 10-6, средней плотностью мощности 0,01 - 50,0 Вт/см2, пиковой плотностью мощности 104 - 109 Вт/см2.METHOD FOR REMOVING THE CORNERAL TISSUE by irradiation with an excimer laser, characterized in that, in order to reduce trauma, the cornea is irradiated with a sequence of pulses with a wavelength of less than 250 nm, a pulse duration of not more than 1 • 10 - 6 , and an average power density of 0.01 - 50.0 W / cm 2 peak power density of 10 4 - 10 9 W / cm 2 .
SU4719670 1989-07-26 1989-07-26 Method for removing corneal tissue RU2054908C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4719670 RU2054908C1 (en) 1989-07-26 1989-07-26 Method for removing corneal tissue

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4719670 RU2054908C1 (en) 1989-07-26 1989-07-26 Method for removing corneal tissue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2054908C1 true RU2054908C1 (en) 1996-02-27

Family

ID=21461215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4719670 RU2054908C1 (en) 1989-07-26 1989-07-26 Method for removing corneal tissue

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2054908C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1832479, кл. A 61B 9/00, 1990. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5279611A (en) Laser shaping of ocular surfaces using ablation mask formed in situ
Asbell et al. Conductive keratoplasty for the correction of hyperopia
Fagerholm et al. Phototherapeutic keratectomy: long-term results in 166 eyes
US6322556B1 (en) Method of laser photoablation of lenticular tissue for the correction of vision problems
L'Esperance et al. Human excimer laser keratectomy: short-term histopathology
US20110098790A1 (en) Methods for treating corneal disease
Thompson et al. Therapeutic and diagnostic application of lasers in ophthalmology
Amm et al. Refractive changes after phototherapeutic keratectomy
US20200093636A1 (en) Iris color changing method
WO1993008677A2 (en) Method of laser photoablation of lenticular tissue for the correction of vision problems
Ariyasu et al. Holmium laser thermal keratoplasty of 10 poorly sighted eyes
Seiler et al. Erbium: YAG laser photoablation of human cornea
RU2054908C1 (en) Method for removing corneal tissue
Müller-Stolzenburg et al. Transmission of 308 nm Excimer Laser Radiation for Ophthalmic Microsurgery—Medical, Technical and Safety Aspects-Übertragung gepulster 308 nm Excimer-Laser-Strahlung für mikrochirurgische Anwendungen in der Augenheilkunde-medizinische, technische und Sicherheitsaspekte
Colliac et al. Optics for photorefractive keratectomy
RU2317055C1 (en) METHOD FOR DETERMINING DIFFERENTIAL INDICATIONS TO APPLYING LASIK AND Glass-Yb:Er LTK INDEPENDENTLY AND IN COMBINATION WITH EACH OTHER IN CHILDREN AND ADOLESCENTS SUFFERING FROM HYPERMETROPIA AND HYPERMETROPIC ASTIGMATISM
Choi et al. Excimer laser photorefractive keratectomy for astigmatism.
RU2020908C1 (en) Method of correcting myopia
RU2819741C1 (en) Method for surgical treatment of cataract or phasclerosis by means of femtosecond laser (fsl) with prevention of intraoperative miosis
Waring Meeting Program
RU2121327C1 (en) Method of treatment of hypermetropia and hypermetropic astigmatism
RU2290153C1 (en) Method for correcting refraction abnormalities
RU2290906C1 (en) Surgical method for correcting hypermetropic astigmatism ors
RU2110975C1 (en) Method to treat high-degree myopia and myopic astigmatism of average and high degrees (variants)
RU2110240C1 (en) Method for surgical correction of myopic anisometropia