Fragmentación de tejido por láser fotodisruptor.

Sistema láser para fragmentar tejido biológico con un láser fotodisruptor,

que comprende:

un láser (302) pulsado para producir un haz láser de impulsos;

un módulo de óptica (310); y

un modulo de control de sistema láser (320) que comprende una unidad de procesamiento digital configurada para controlar el láser (302) pulsado por medio de una señal de control de láser y el módulo de óptica (310) por medio de una señal de control de haz, y adaptado para dirigir el haz láser de impulsos a una región diana seleccionada del tejido;

caracterizado por que comprende un escáner de láser adaptado para controlar la aplicación del haz láser en capas de impulsos y de manera repetitiva en un patrón de red cristalina densamente empaquetada seleccionado de entre cúbico centrado en las caras simple, empaquetamiento más denso hexagonal, dodecaedro rómbico truncado y células poliédricas que se aproximan a esferas, para generar una matriz regular de células dentro de un volumen de tejido en la región diana seleccionada, siendo cada célula definida por unos límites celulares sometidos a fotodisrupción de modo que el tejido pueda romperse posteriormente a lo largo de las superficies y los límites de las células en gránulos de tejido fragmentado.

Fragmentación de tejido por láser fotodisruptor.

Antecedentes La presente solicitud se refiere a técnicas y sistemas de cirugía láser para operar los ojos.

La luz láser puede utilizarse para realizar operaciones quirúrgicas en diversas partes de un ojo para lograr una 10 corrección de la visión y otro tratamiento médico. Técnicas parar realizar tales procedimientos con eficacia superior pueden proporcionar beneficios deseados.

Sumario La presente invención proporciona un sistema de cirugía por láser fotodisruptor según las reivindicaciones que siguen. En algunas implementaciones, se proporciona un sistema diseñado para fragmentar tejido biológico con un láser fotodisruptor que incluye seleccionar una región diana del tejido para su fragmentación, dirigir un haz de impulsos láser a la región diana seleccionada del tejido y formar células en la región diana del tejido dirigiendo el haz láser para generar límites celulares.

En algunas implementaciones, el tejido es un tejido de un ojo.

En algunas implementaciones, el tejido es un cristalino del ojo.

En algunas implementaciones, la formación de las células incluye formar células con tamaño suficientemente pequeño como para pasar a través de la aguja de aspiración.

En algunas implementaciones, la formación de las células incluye formar las células dispuestas en una matriz.

En algunas implementaciones, la matriz es una matriz regular.

En algunas implementaciones, la matriz regular es una de una red cristalina cúbica simple, una red cristalina centrada en las caras, una red cristalina centrada en el cuerpo, una red cristalina hexagonal, una red cristalina de Bravais y una pila de redes cristalinas bidimensionales.

En algunas implementaciones, la matriz es esencialmente una matriz al azar.

En algunas implementaciones, la formación de las células incluye fragmentar el tejido diana en células de esferas o poliedros.

En algunas implementaciones, la formación de las células incluye realizar exploraciones con el haz láser para formar múltiples células en paralelo en una capa.

En algunas implementaciones, la formación de las células incluye dirigir el haz láser para formar células individuales 45 sucesivamente.

En algunas implementaciones, la formación de las células incluye realizar exploraciones con el haz láser para formar una matriz celular avanzando desde una dirección posterior hasta una anterior, o realizar exploraciones con el haz láser para formar una matriz celular avanzando desde una dirección anterior hasta una posterior.

En algunas implementaciones, dirigir el haz láser para generar límites celulares incluye generar los límites celulares creando capas de burbujas en la región diana del tejido.

En algunas implementaciones, crear capas de burbujas incluye crear una capa de burbujas aplicando un haz láser 55 con una potencia esencialmente constante, o con una potencia variable.

En algunas implementaciones, dirigir el haz de impulsos láser incluye aplicar los impulsos láser con un parámetro láser de por lo menos uno de entre: una duración de impulso comprendida entre 0, 01 picosegundos y 50 picosegundos, una tasa de repetición comprendida entre 10 kilohercios y 100 megahercios, una energía de impulso 60 comprendida entre 1 microjulio y 25 microjulios, y una separación de dianas de impulsos comprendida entre 0, 1 micrómetros y 50 micrómetros.

En algunas implementaciones, dirigir el haz de impulsos láser comprende aplicar los impulsos láser con un parámetro láser basado en una medición preoperatoria de propiedades estructurales de la región diana del tejido, o 65 un algoritmo que depende la edad.

En algunas implementaciones, un sistema láser para fragmentar tejido biológico incluye un láser pulsado para producir un haz láser de impulsos, y un módulo de control de láser para dirigir el haz láser a una región diana seleccionada del tejido y para dirigir el haz láser para generar límites celulares para formar células en la región diana del tejido.

En algunas implementaciones, el módulo de control de láser está configurado para formar células en una matriz regular.

En algunas implementaciones, el módulo de control de láser está formado para generar los impulsos láser con parámetros láser de por lo menos uno de entre: una duración de impulso comprendido entre 0, 01 y 50 picosegundos, una tasa de repetición comprendida entre 10 kHz y 100 megahercios, una energía de impulso comprendida entre 1 microjulio y 25 microjulios, y una separación de dianas de impulsos comprendida entre 0, 1 micrómetros y 50 micrómetros.

En algunas implementaciones, los parámetros láser son por lo menos uno de una duración de impulso de entre 0, 01 y 50 picosegundos, una tasa de repetición comprendida entre 10 kHz y 100 MHz, una energía de impulso comprendida entre 1 microjulio y 25 microjulios, y una separación de dianas de impulsos comprendida entre 0, 1 micrómetros y 50 micrómetros, y el tamaño celular es comprendido entre 1 micrómetro y 50 micrómetros.

Breve descripción de los dibujos Las figuras 1a a c ilustran un procedimiento de disrupción de un ojo volumétrico.

La figura 2 ilustra una etapa de aspiración.

La figura 3 ilustra un sistema de cirugía oftálmica.

Las figuras 4a a b ilustran una matriz celular regular.

Las figuras 5a a d ilustran una formación capa a capa de una matriz celular.

Las figuras 6a a b ilustran una formación de una matriz celular, célula a célula.

Las figuras 7a a c ilustran estructuras celulares esféricas y poliédricas.

Descripción detallada Esta solicitud describe ejemplos e implementaciones de técnicas y sistemas para cirugía láser en el cristalino por medio de fotodisrupción provocada por impulsos láser. Diversos procedimientos quirúrgicos del cristalino para la eliminación del cristalino utilizan diversas técnicas para romper el cristalino en pequeños fragmentos que pueden retirarse del ojo a través de pequeñas incisiones. Estos procedimientos pueden utilizar instrumentos mecánicos manuales, ultrasonidos, fluidos calentados o láseres y tienden a presentar desventajas significativas, incluyendo la necesidad de entrar en el ojo con sondas con el fin de lograr la fragmentación, y la precisión limitada asociada con tales técnicas de fragmentación del cristalino. La tecnología láser fotodisruptor puede suministrar impulsos láser al interior del cristalino para fragmentar ópticamente el cristalino sin la inserción de una sonda y por tanto puede ofrecer la posibilidad de retirar el cristalino con control y eficacia mejorados. La fotodisrupción inducida por láser se ha utilizado ampliamente en cirugía oftálmica con láser. En particular, se han utilizado láseres de Nd:YAG frecuentemente como fuentes de láser, incluyendo fragmentación del cristalino por medio de fotodisrupción inducida por láser.

En un procedimiento de fragmentación del cristalino inducida por láser, los impulsos láser interaccionan con el tejido del cristalino generando gas en forma de burbujas de cavitación y disminuyen la transparencia del tejido del cristalino. Debido a que los impulsos láser se suministran secuencialmente al cristalino, las burbujas de cavitación y la transparencia reducida del tejido del cristalino provocadas por los impulsos láser iniciales pueden dificultar la trayectoria óptica de impulsos láser posteriores y por tanto, pueden interferir con el suministro de los impulsos láser posteriores dirigidos a posiciones diana adicionales en el cristalino bloqueando, atenuando o dispersando los impulsos láser posteriores. Este efecto puede reducir el nivel de potencia óptica real de los impulsos láser posteriores y por tanto afectar de manera adversa a la fragmentación en ubicaciones más profundas en el cristalino. Algunos procedimientos de fragmentación del cristalino inducida por láser conocidos no proporcionan soluciones eficaces para abordar este problema técnico.

Basándose en los efectos de distintas propiedades regionales del cristalino y parámetros de impulso láser sobre la propagación del gas producido durante la fotodisrupción, pueden utilizarse técnicas, un aparato y sistemas descritos en esta solicitud para fragmentar de manera efectiva el cristalino para retirar una parte de o la totalidad del cristalino utilizando impulsos láser fotodisruptor con interferencia reducida provocada por burbujas de aire inducidas por láser en el ojo durante el proceso de fotodisrupción. El presente aparato permite la fragmentación de todo o partes

significativas del cristalino utilizando un láser fotodisruptor que presenta una interferencia... [Seguir leyendo]

1. Sistema láser para fragmentar tejido biológico con un láser fotodisruptor, que comprende:

un láser (302) pulsado para producir un haz láser de impulsos;

un módulo de óptica (310) ; y un modulo de control de sistema láser (320) que comprende una unidad de procesamiento digital configurada para controlar el láser (302) pulsado por medio de una señal de control de láser y el módulo de óptica (310) por medio de una señal de control de haz, y adaptado para dirigir el haz láser de impulsos a una región diana seleccionada del tejido;

caracterizado por que comprende un escáner de láser adaptado para controlar la aplicación del haz láser en capas de impulsos y de manera repetitiva en un patrón de red cristalina densamente empaquetada seleccionado de entre cúbico centrado en las caras simple, empaquetamiento más denso hexagonal, dodecaedro rómbico truncado y células poliédricas que se aproximan a esferas, para generar una matriz regular de células dentro de un volumen de tejido en la región diana seleccionada, siendo cada célula definida por unos límites celulares sometidos a fotodisrupción de modo que el tejido pueda romperse posteriormente a lo largo de las superficies y los límites de las células en gránulos de tejido fragmentado.

2. Sistema láser según la reivindicación 1, que comprende además;

un dispositivo de aspiración, configurado para poder aspirar los gránulos de tejido fragmentado formados por el 25 haz láser.

3. Sistema láser según la reivindicación 2, en el que el dispositivo de aspiración es una aguja fijada a una bomba de succión, y en el que la aguja presenta un diámetro interno de aproximadamente 0, 34 mm.

4. Sistema láser según la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento digital está programada para controlar los parámetros láser de impulsos láser iniciales e impulsos láser adicionales, la dirección de escaneo del haz láser desde la dirección posterior hasta la anterior para los impulsos láser iniciales y el movimiento láser de los impulsos láser adicionales.

5. Sistema láser según la reivindicación 1, en el que el láser (302) pulsado está adaptado para producir un haz láser de impulsos para generar gas en el tejido diana cuando el tejido diana es el tejido del cristalino del ojo, en forma de burbujas de cavitación, que se tocan o se solapan, para generar los límites celulares creando capas de burbujas en la región diana seleccionada del tejido.

6. Sistema láser según la reivindicación 5, en el que el láser (302) pulsado comprende por lo menos uno de entre: un haz láser con una potencia esencialmente constante; y un haz láser con una potencia variable.

7. Sistema láser según la reivindicación 1, estando el láser (302) pulsado adaptado para generar impulsos láser con parámetros láser de por lo menos uno de entre: una duración de impulso comprendida entre 0, 01 picosegundos y 50 picosegundos; una tasa de repetición comprendida entre 10 kilohercios y 100 megahercios;

una energía de impulso comprendida entre 1 microjulio y 25 microjulios; y 55 una separación de dianas de impulsos comprendida entre 0, 1 micrómetros y 50 micrómetros.

8. Sistema láser según la reivindicación 1, en el que dirigir el haz de impulsos láser comprende aplicar los impulsos láser con un parámetro láser basado en por lo menos uno de entre:

una medición preoperatoria de propiedades estructurales de la región diana seleccionada del tejido; y un algoritmo que depende de la edad.

9. Sistema láser según la reivindicación 1, en el que el sistema está configurado para aplicar impulsos láser

adicionales a una o más ubicaciones fuera de la región diana seleccionada del tejido para crear una abertura para un procedimiento adicional.