DE3751603T2

DE3751603T2 - Vorrichtung zum abtragen und entfernen einer von grauem star befallenen augenlinse.

Info

Publication number: DE3751603T2
Application number: DE3751603T
Authority: DE
Inventors: Patricia E Bath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2007-12-18
Also published as: DE3751603D1; WO1988004540A1; US5843071A; CA1301853C; US5919186A; EP0293458B1; EP0293458A4; JPH0376940B2; JPH01502092A; US4744360A; EP0293458A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Apparat, um Laserstrahlung an eine getrübte Linse bzw. Katarakt-Linse in dem Auge anzukoppeln, um diese abzulösen bzw. zu ablatieren.
Jedes Auge ist in eine vordere und hintere Kammer aufgeteilt, die durch eine normalerweise transparente Linse getrennt ist, die Licht auf die Retina bzw. Netzhaut auf der Rückseite der hinteren Kammer fokusiert. Wenn die Linse aufgrund einer Vielfalt von Gründen getrübt wird, wird die Sicht beeinträchtigt und die getrübte Linse muß entfernt werden. Nachfolgend zum Entfernen der Linse kann ein intraocculares Linsen-(IOL-)Implantat in der hinteren Kammer plaziert werden oder dicke Brillen oder Kontaktlinsen können verwendet werden, um das Licht zu fokussieren.
Derzeit sind eine Anzahl von Techniken für dieses übliche operative Verfahren in Verwendung. Ein Schnitt kann in dem Auge durchgeführt werden, und ein scharfes Instrument kann eingeführt werden, um zu schneiden und dann mittels Vakuum das trübe Katarakt-Gewebe abzusaugen. In letzter Zeit kann ein schmaler Schnitt - typisch 3 mm - in der Augenoberfläche durchgeführt werden und eine Ultraschallsonde bzw. ein Ultraschallfühler kann in eine zu der Linse benachbarte Lage eingeführt werden. Die Ultraschallenergie zersetzt dann das Linsenmaterial, das in ähnlicher Weise durch Absaugen entfernt werden kann.
Laserstrahlung wird derzeit in breitem Umfang bei verschiedenen operativen bzw. chirurgischen Techniken verwendet, und zwar insbesondere bei jenen, die das Auge betreffen. Zum Beispiel beschreibt US-A 3,971,382 eine Technik, bei der Laserstrahlung auf die vordere Kapsel der Linse fokussiert wird, um ein Loch auszubilden, durch das die Katarakt-Substanz aus der Linsenkapsel herausgezogen werden kann.
Optische Fasern werden ebenso im allgemeinen für medizinische und andere Anwendungen verwendet, um kohärente Strahlung aus einem Laser zu irgendeinem Ort in dem Körper zu übertragen, wo Material koaguliert oder zersetzt werden soll. Die optische Faser kann in das Auge zum Entfernen eines abnormalen Gewebes, wie zum Beispiel von Tumoren, eingeführt werden. Man sagt, daß eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 400 nm geeignet ist.
US-A 3,982,541 offenbart (siehe Figuren 5 bis 8) einen Apparat, um Katarakte zu verdampfen, der eine Sonde bzw. einen Fühler mit ungefähr 2 bis 3 mm Durchmesser aufweist und eine flexible zentrale bzw. mittige Röhre aufweist, die von einer flexiblen äußeren Röhre umgeben ist. Ein Bündel aus flexiblen Faseroptiken erstreckt sich durch die zentrale bzw. mittige Röhre. Rippen erstrecken sich axial zwischen der zentralen Röhre und der äußeren Röhre, um den ringförmigen Raum zwischen den beiden Röhren in vier Viertelkreis-Kammern aufzuteilen. Zwei dieser Kammern dienen dem Absaugen bzw. dem Auslaß der komprimierten Luft, die von der mittigen Röhre zugeführt wird und die in die Kammern über Öffnungen in der mittigen Röhre geführt wird. Eine der verbliebenen Kammern ist an ihrem unteren Ende offen und wird an ihrem oberen Ende entweder zur Atmosphäre bzw. Umgebungsluft entlüftet oder über eine Leitung bzw. ein Rohr mit einem Durchflußregelmechanismus verbunden, um den intraoccularen Druck zu regeln. Öffnungen können in der äußeren Röhre vorgesehen sein, um mit dieser evakuierenden bzw. absaugenden Kammer in Verbindung zu stehen. Die andere der verbleibenden Kammern tränsportiert eine Lösung von einer Einlaßleitung zu einer Auslaßöffnung, um das Auge mit dem nötigen Druck aufgefüllt bzw. aufgeblasen zu halten.
Bei einer einfacheren Version des Apparats, der in der US-A 3,982,541 beschrieben ist (siehe Figuren 1 bis 3), wird eine Vakuumpumpe an eine Kammer angeschlossen, die zwischen einer mittigen Röhre und einer äußeren Röhre festgelegt ist und im allgemeinen der zuvor beschriebenen Evakuierungs- bzw. Abpumpkammer entspricht.
DE-A 2826 383 offenbart einen Fühler bzw. eine Sonde für die Laserchirurgie bzw. für eine Laseroperation, der bzw. die gegen ein Gewebe gehalten werden kann oder in dieses eingeführt werden kann. Die Sonde bzw. der Fühler ist röhrenförmig und weist eine mittige Laserführungsröhre oder eine optische Faser auf. Die Sonde bzw. der Fühler kann ein Endstück aufweisen, das entweder eine absorbierende Oberfläche aufweist, die durch den Laser erhitzt wird und in Kontakt mit dem Gewebe ist, oder sie bzw. er ist transparent und der Laser bzw. Laserstrahl wird hindurchgeführt. Die Führungsröhre kann einen Durchmesser von 0,1 mm bis zu einigen mm aufweisen und sich bezüglich der Größe im wesentlichen von den Abmessungen des Endstückes unterscheiden. DE-A 28 26 383 verweist im allgemeinen auf opetative Eingriffe und bezieht sich nicht auf die Behandlung von Katarakten bzw. von grauen Staren oder auf irgendwelche andere ophthalmologische operative Eingriffe.
Muller et al (Laser Focus, 21, (1985) 70-81) betrifft die Verwendung eines Exzimerlasers bei chirurgischen bzw. operativen Anwendungen. Dieser Artikel betrifft in erster Linie die Behandlung einer kardiovaskulären bzw. das Herz und die Gefäße betreffenden Erkrahkung, sie betrifft aber nicht die Verwendung eines Exzimerlasers bei einem radialen Einschnitt in die Hornhaut bzw. bei einer radialen Keratotomie. Es findet sich kein Verweis auf die Verwendung eines Exzimerlasers bei der Behandlung von Katarakten bzw. von grauen Staren.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat, bei welchem kohärente Strahlung mittels einer flexiblen Leitung übertragen wird, die eine optische Faser enthält, die durch einen Einschnitt in den Limbus, vorzugsweise 1 mm oder weniger, in der Augenoberfläche eingeführt wird und dann durch einen Einschnitt von 1 mm oder weniger in der vorderen Kapsel in den Linsenkern eingeführt wird. Die optische Faser wird dann innerhalb der Augenlinse positioniert.
Kohärente Strahlung zersetzt das Kristallin-Material in äußerst kleine Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 mm. Diese Kernteilchen und die Rinde bzw. der Cortex kann dann aus der Kapseltasche gespült und abgesaugt werden, die mit Ausnahme des Schnitts von 1 mm in der vorderen Kapsel unversehrt geblieben ist, gespült werden und über eine Absaughülse abgesaugt werden, die um die optische Faser herum ausgebildet ist und sich entlang dieser erstreckt. Zu derselben Zeit wird Spülflüssigkeit über eine Spülhülse zugeführt, die in ähnlicher Weise um die optische Faser herum ausgebildet ist und sich entlang dieser erstreckt.
Da die erzeugten Teilchen bei dieser Ablation so klein sind, kann die Vorrichtung so hergestellt werden, daß sie äußerst klein ist und deshalb kann in ebenfalls der Einschnitt bzw. der Schnitt viel kleiner gemacht werden, als bei anderen Techniken, wie zum Beispiel der Ultraschalltechnik. Die Verwendung eirter optischen Faser erlaubt weiterhin, daß die Energie effizienter zugeführt wird und effektiv auf die Linse, die entfernt werden soll, fokussiert wird.
Es hat sich herausgestellt, daß Strahlung im Bereich von 193 bis 351 nm zufriedenstellend ist. Insbesondere wurde gefunden, daß 308 nm die effektivste experimentelle Wellenlänge darstellt. Jedoch wirkt die Erfindung ebenso bei anderen Wellenlängen, wie zum Beispiel zwischen 193 nm und 3000 nm.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die verwendet wird, um eine getrübte Augenlinse beziehungsweise eine Katarakt-Linse zu ablatieren.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt der flexiblen Leitung der Figur 1 entlang der Linie 2-2.
Es wird nun auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Zuerst wird eine flexible Leitung 26 in das Innere des Linsennukleus bzw. Linsenkerns durch einen Einschnitt von 1 mm in dem Limbus und einen Einschnitt von 1 mm in der vorderen Kapsel hindurch eingeführt. Eine gepulste kohärente Strahlung eines Exzimers von einem geeigneten und herkömmlichen Laser 20 wird mit einer geeigneten Energie in das Innere an die innere Oberfläche der getrübten Linse bzw. Katarakt-Linse 22 in einem menschlichen oder Tierauge 24 durch eine flexible Leitung 26 angekoppelt, bis der gewünschte Grad an Ablation auftritt.
Wie am besten in der Figur 2 gesehen werden kann, wird die flexible Leitung 26 einer herkömmlichen optischen Faser 28 geeignet für medizinische Anwendungen zum Beispiel aus Quarzglas bzw. Quarz-Silica massiv oder hohl ausgebildet. Der gewöhnliche Fachmann wird natürlich bei einer erneuten Durchsicht bzw. Prüfüng dieser Offenbarung erkennen, welche Materialien in Hinblick auf die bestimmte Laserstrahlung, die dort hindurch geführt wird, am besten für die Faseroptiken der Sonde bzw. des Fühlers geeignet sind. Die Leitung wird dann aufeinanderfolgend auf untere, mittige und obere Bereiche des Linsennukleus bzw. des Linsenkerns gerichtet und eine Phako-Ablation wird immer wieder bei jedem Bereich durchgeführt. Eine Spülhülse 30 umgibt die optische Faser und ist mit einer geeigneten Spülvorrichtung 31 verbunden, um Spülflüssigkeit mit einem geeigneten Druck dem Auge während des operativen Eingriffs zuzuführen. Eine Absaughülse 32 erstreckt sich teilweise um die Spülschlaufe herum und ist in ähnlicher Weise an eine herkömmliche Absaugeinrichtung 34 angekoppelt, um durch geeignetes Saugen die winzigen Teile des Katarakt-Gewebes zu entfernen, die infolge der einstrahlenden bzw. einfallenden kohärenten Strahlung erzeugt werden.
Die Wellenlänge der Strahlung liegt vorzugsweise in dem oben dargestellten Bereich. Da die Teilchen so klein sind, kann die Breite d der Spülhülse 0,3 mm oder weniger betragen. Die optische Faser kann so hergestellt werden, daß sie nicht mehr als 600 µm im Durchmesser aufweist, und die Spülhülse kann ähnlich hergestellt werden, so daß sie nicht mehr als 0,1 mm aufweist, so daß die gesamte flexible Röhre mit einem Durchmesser von nicht mehr als 1 mm hergestellt werden kann, was es erlaubt, daß die Größe des Schnitts bzw. Einschnitts minimiert wird.

Beispiel

Ein Lambda Physik 102 Xenonchlorid-Exzimerlaser, der bei 308 nm arbeitet, wurde für diese Experimente verwendet. Der Laser weist einen instabilen Resonator bzw. instabile Resonatoroptiken und eine rechtwinklige Ausgangsblende auf, die einen 2,2 x 0,7 Strahl erzeugt. Der maximale Ausgang bzw. die maximale Ausgangsenergie des Lasers betrug 250 mJ. Der Laserausgang läuft durch ein 7 mm Loch und wurde dann mittels einer Quarzlinse und einem optischen Übertragungssystem, das die optische Strahlung auf die optische Faser (400 mm Brennweite) überträgt, fokusiert. Die Pulslänge betrug 17 ns und die die maximale Wiederholungsrate betrug 100 Hz. Durch die Bewegung der Linse konnte eine Veränderung des Lichtstroms erzeugt werden. Vor jedem Bestrahlungsereignis wurde die Pulsenergie mit einem Genetic- Joulmeter gemessen.
Vor der Durchführung der Ablation wurden die Schwellenwerte für die Ablation eines Linsenkerns und einer Rinde und von Rinderlinsen bestimmt.
Das Ziel bzw. das Target bestand aus ganzen Rinderlinsen oder menschlichen Linsen mit intakten Linsenkapseln. Rinderlinsen wurden von frisch herausgeschälten Augäpfeln erhalten, indem eine normale mikrooperative intrakapsuläre Technik verwendet wurde. Die Rinderlinsen maßen 1 cm im sagittalen Schnitt, d.h. der Abstand von der vorderen Kapsel zur hinteren Kapsel. Die Linsen wurden innerhalb von 4 bis 8 h nach der Enukleation bzw. nach dem Ausschälen getestet.
Menschliche Linsen wurden von frisch ausgeschälten Augen von Leichen erhalten, die mittels Standard-Lagerung in einer feuchten Kammer konserviert bzw. erhalten wurden. Nach einer Exzision der Comea bzw. Hornhaut wurden die Linsen gelöst, indem eine intrakapsuläre mikrooperative Technik verwendet wurde, und innerhalb 12 bis 36 h postmortal getestet.
Ganze Linsen wurde in einem 16 mm Haltering angebracht, der eine 5 mm-Linse aufwies. Zwei Verfahren werden benutzt, um die Ablationsraten zu bestimmen. Das erste Verfahren wurde zu der Bestimmung der Ablationsrate für die Rinde bzw. den Cortex verwendet. Die gesamte Linse wurde in dem Haltering bzw. Fixierring angebracht und Löcher wurden bei unterschiedlichen Energiewerten gebohrt, und zwar bis zu einem Maximum von 2 mm in der Linse. Dies entspricht im wesentlichen dem Einführen einer optischen Faser während des operativen Eingriffs, wie er oben beschrieben wurde.
Für den Fall der Rinde bzw. des Cortex war eine Ablation bei Energiedichten unterhalb 7 mJ/mm² im wesentlichen nicht vorhanden. Für den Fall eines Rinderkerns betrug der Schwellenwert für eine Ablation ungefahr 10 mJ/mm².
Bei einer Energiedichte von 22 mJ/mm² betrugen die Ablationsraten für eine Rinderrinde bzw. einen Rinderkern 6 µm/Puls bzw. 13 µm/Puls.
Bei einer Energiedichte von 53 mJ/mm² betrugen die Ablationsraten für eine Rinderrinde bzw. einen Rinderkern 42 µm/Puls bzw. 23 µm/Puls. Die Unterschiede waren bei dem 0,05-Pegel bzw. Niveau statistisch signifikant.
Der Schwellenwert für die Ablation wurde auf ungefähr 3 mJ/mm² bestimmt. Bei einer Energiedichte von 22 mJ/mm² betrug die Ablationsrate ungefahr 10 µm/Puls. Bei einer Energiedichte von ungefahr 40 mJ/m² betrug die Ablationsrate ungefähr 40 µm/Puls.
Viele Veränderungen und Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können durchgeführt werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Entsprechend ist es beabsichtigt, daß jener Umfang nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt wird.

Claims

1. Apparat zur Entfernung von Katarakten bzw. Linsentrübungen (22) aus einem Auge (24), der folgendes aufweist:

eine flexible Leitung (26), die eine optischen Faser (28) enthält, um kohärente Strahlung zu der Katarakt (22) bzw. der Linsentrübung zuzuführen, und eine Absaughülse (32), die sich wenigstens teilweise um und entlang der Faser (28) erstreckt;

eine Lasereinrichtung (20), die an die Faser (28) gekoppelt ist, um dieser die kohärente Strahlung zuzuführen; und

eine Einrichtung (34), um an der Absaughülse (32) zu saugen,

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Lasereinrichtung (20) kohärente Strahlung bei einer solchen Wellenlänge liefert, daß Material der Augenlinse bzw. Kristallin-Linsenmaterial in Teilchen zersetzt wird, die einen Durchmesser von weniger als 0,1 mm aufweisen;

der Durchmesser der flexiblen Leitung (26) 1 mm oder weniger beträgt;

die flexible Leitung (26) weiter eine Spülhülse (30) enthält, die sich wenigstens teilweise um und entlang der Faser (28) erstreckt; und

der Apparat eine Einrichtung (31) enthält, um eine Spülflüssigkeit zu der Spülhülse (20) zu liefern, wodurch zersetztes Katarakt-Material bzw. zersetztes Material der getrübten Linse und Spülflüssigkeit über die Absaughülse (32) entfernt werden.

2. Apparat, wie im Anspruch 1 beansprucht, bei welchem sich die Spülhülse (30) vollständig um die Faser (28) herum erstreckt und die Absaughülse (32) sich teilweise um die Spülhülse (30) herum erstreckt.

3. Apparat, wie im Anspruch 1 oder 2 beansprucht, bei welchem die Breite der Absaughülse (32) 0,3 mm oder weniger beträgt.

4. Apparat, wie in irgendeinem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, bei welchem die Lasereinrichtung (20) Strahlung bei einer Wellenlänge zwischen 193 und 351 nm erzeugt.

5. Apparat, wie in irgendeinem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, bei welchem die Breite der Absaughülse (32) 0,2 mm oder weniger beträgt.