Способ лечения аномалий рефракции воздействием ультрафиолетового излучения и устройство для его реализации

Изобретение относится к области медицины. Способ заключается в осуществлении местной анестезии, инстилляции фотомедиатора, облучении сфокусированным УФ излучением роговицы глаза в течение 1-90 минут. Перед облучением УФ излучением изменяют радиус кривизны роговицы путем фиксирования контактной линзы на роговице глаза, а в процессе излучения формируют одну или несколько зон облучения в виде концентрических кругов, решетки, клеток, спиралей, дуг, параллельных линий или иных геометрических фигур. При этом устройство включает корпус с расположенным в нем источником УФ излучения, соединенный с ним блок питания и управления, расположенные на одной оптической оси с источником УФ излучения оптические фокусирующие элементы и диафрагму. Устройство содержит контактную линзу, предназначенную для фиксации на роговице глаза, оснащенную вакуумным кольцом со штуцером для подключения к вакуумному устройству. Нижний радиус кривизны контактной линзы соответствует требуемой оптической силе роговицы. Контактная линза и диафрагма предназначены для размещения на одной оптической оси с источником УФ излучения, а диафрагма выполнена в виде маски с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками. Применение данной группы изобретений позволяет снизить побочные эффекты воздействия. 2 н. и 8 з.п.ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, более конкретно к офтальмологии, и может быть использовано для лечения аномалий рефракции, в том числе близорукости, дальнозоркости, астигматизма воздействием ультрафиолетового излучения (далее - УФ излучение).

Известен способ и устройство для лечения аномалий рефракции воздействием УФ излучения, которое оказывает на роговую оболочку воздействие полной апертурой (Wollensak G., Spörl Е., Seiler Т. Treatment of keratoconus by collagen cross linking. Der Ophthalmologie: Zeitschrift der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft, 2003, Jan, 100(1): стр.44-49).

Однако это не позволяет лечить ряд аномалий рефракции, поскольку дает только стабилизацию процесса эктазии роговицы.

При воздействии УФ излучения на роговицу происходит фотополимеризация коллагеновых молекул, их сшивка, что повышает прочность роговицы и стабилизирует ее кривизну на требуемом уровне. Фотополимеризация активируется нетоксичными водорастворимыми фотомедиаторами, а поглощение ими излучения на глубине должно предохранять от повреждения глубокие ткани роговицы, в частности эндотелиальные клетки. Таким фотомедиатором может являться, например, рибофлавин, в частности, может применяться его 1% раствор. Процесс сшивания коллагена называется кросслинкинг и может происходить на различных уровнях сложной коллагеновой структуры. При кросслинкинге возникают дополнительные сшивки в тропоколлагене, формирующем первичную структуру этого белка, также образуются дополнительные сшивки между первичными структурами коллагена и, наконец, могут формироваться новые мостики между микрофибриллами коллагена. Все это приводит к усилению агрегации коллагена роговицы, его уплотнению и упрочнению. Клинический эффект обуславливается этими изменениями биомеханических параметров роговицы, которые позволяют стабилизировать кривизну роговицы при аномалиях рефракции.

Однако применение УФ осветителя без предварительного изменения кривизны роговой оболочки не позволяет корректировать ряд аномалий рефракции, а только стабилизирует процесс эктазии роговицы. Облучение роговицы УФ источником с полной апертурой, обеспечивающей равномерное освещение всей площади роговицы, может вызвать фотоожог, а недостаточная толщина роговой оболочки, меньшая, чем глубина воздействия УФ излучения, может привести к поражению эндотелиальных клеток с развитием осложнений в виде дистрофии роговицы. В ряде случаев это требует применения специальных смесей рибофлавина с декстраном, которые позволяют создать утолщение роговицы за счет временного отека. Это, соответственно, снижает эффект самой процедуры по проведению кросслинкинга коллагена роговицы.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении эффективности лечения за счет изменения радиуса кривизны роговицы глаза и снижении побочных эффектов воздействия.

Указанный технический результат достигается тем, что способ лечения аномалий рефракции реализуют следующим образом. Проводят местную анестезию. В глаз закапывают фотомедиатор, например, 1% раствор рибофлавина каждые 2 минуты по одной капле в течение 30 минут. Измененяют радиус кривизны роговицы путем фиксирования с помощью вакуумного кольца на роговице глаза контактной линзы, имеющей нижний радиус кривизны, соответствующий требуемой рефракции роговицы. Облучают роговицу УФ излучением с мощностью не более 5 мВт/см² от 1 до 90 минут.

Формированием зоны или зон облучения роговицы в виде концентрических кругов, решетки, клеток, спиралей, дуг, параллельных линий или иных геометрических фигур, что дает формирование ими своеобразной арматуры, обеспечивают достижение необходимой прочности роговицы при меньшей площади воздействия, что позволяет сохранить эффективность лечения и снижает вероятность возникновения побочных эффектов или ослабляет их.

Дополнительное нагревание роговицы глаза до температуры от 36 до 50 градусов Цельсия позволяет ускорить процесс изменения кривизны роговой оболочки за счет изменения вязкотекучих свойств коллагена роговицы, а также ускорить химическую реакцию кросслинкинга, что повышает эффективность лечения, снижает вероятность возникновения или ослабляет возможные побочные эффекты процедуры.

Дополнительная поляризация УФ излучения и направление его плоскости поляризации по отношению к плоскости поляризации роговой оболочки под углом от 1 до 180 градусов позволяет, за счет явления поляризации света роговицей глаза, регулировать глубину воздействия УФ излучения, снижая воздействие УФ излучения на чувствительные к фотоповреждению эндотелиальные клетки, что, в свою очередь, сохраняя эффективность лечения, снижает вероятность возникновения и ослабляет возможные побочные эффекты процедуры.

Технический результат достигается также тем, что устройство для реализации способа лечения аномалий рефракции включает корпус с расположенным в нем источником УФ излучения, с которым соединены блок питания и управления, оптические фокусирующие элементы, расположенные на одной оптической оси с источником УФ излучения (далее - «оптическая ось»), и диафрагму. Устройство содержит прозрачную для УФ излучения контактную линзу, предназначенную для фиксации на роговице глаза, оснащенную вакуумным кольцом со штуцером для подключения к вакуумному устройству. Нижний радиус кривизны контактной линзы соответствует требуемой оптической силе роговицы. Диафрагма и контактная линза предназначены для размещения на одной оптической оси с источником УФ излучения.

Контактная линза может быть установлена в корпусе устройства или выполнена за его пределами. Контактная линза может быть выполнена заодно с диафрагмой.

Диафрагма может быть выполнена в виде маски с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, имеющими форму концентрических кругов, решетки, клеток, дуг, параллельных линий или иных геометрических фигур.

Контактная линза может быть оснащена нагревательным элементом и температурным датчиком.

В корпусе, либо вне корпуса между контактной линзой и корпусом, либо на контактной линзе может быть размещен поляризатор, выполненный с возможностью установки плоскости поляризации УФ излучения по отношению к плоскости поляризации роговой оболочки под углом от 1 до 180 градусов.

Поляризатор может быть выполнен заодно с контактной линзой.

Способ лечения и устройство иллюстрируются чертежами.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства с контактной линзой и диафрагмой в корпусе устройства.

На фиг.2 изображена блок-схема устройства с контактной линзой и диафрагмой, вынесенными за пределы корпуса устройства.

На фиг.3 изображена блок-схема устройства с поляризатором в корпусе устройства.

На фиг.4 изображена блок-схема устройства с поляризатором, выполненным заодно с контактной линзой, оснащенной нагревательным элементом и датчиком температуры.

На фиг.5-10 - вид диафрагмы в изометрической проекции с маской в виде различных геометрических фигур.

На фиг.11 - разрез контактной линзы с диафрагмой, зафиксированные на роговице глаза.

На фиг.12 - выполненные заодно контактная линза, диафрагма, поляризатор с датчиками температуры и нагревательными элементами.

Устройство для лечения аномалии рефракции содержит корпус 1, в котором расположен источник УФ излучения 2 с длиной волны 350-380 нм и элементы оптической схемы 4 из кварцевого стекла. Источник УФ излучения соединен с блоком питания и управления 3, который обеспечивает подачу электроэнергии, регулирование мощности и времени работы устройства. Устройство содержит также диафрагму 5 и прозрачную для УФ излучения контактную линзу 6 из кварцевого стекла, задающую радиус кривизны роговицы. Диафраму и контактную линзу устанавливают на одной оптической оси с элементами оптической схемы 4 и источником УФ излучения. При этом контактная линза 6 и диафрагма 5 могут быть размещены в корпусе или вынесены за его пределы. Диафрагма может быть выполнена заодно с контактной линзой. Контактную линзу предназначена для фиксации на поверхности роговицы 7. Она снабжена вакуумным кольцом 13, которое сообщается с вакуумным устройством через штуцер 14, что дает возможность фиксировать контактную линзу на поверхности роговицы. Нижний радиус кривизны контактной линзы соответствует требуемой оптической силе роговицы. Лечение осуществляют следующим образом.

После предварительной местной анестезии в глаз закапывают фотомедиатор, например, в течение 30 минут 1% раствор рибофлавина, далее с помощью вакуумного кольца фиксируют контактную линзу на поверхности роговицы и облучают сфокусированным УФ излучением в течение 1-90 минут. Благодаря кривизне нижней поверхности контактной линзы, соответствующей требуемой оптической силе роговицы, радиус кривизны роговицы изменяется.

Диафрагма может быть выполнена в виде маски с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, имеющими форму концентрических кругов, решетки, клеток, дуг, параллельных линий или иных геометрических фигур (фиг.5-10), что позволяет создавать зоны облучения в роговице, формирующие своеобразную арматуру, чем достигается необходимая прочность роговицы при меньшей площади воздействия, что, в свою очередь, сохраняя эффективность лечения, снижает вероятность возникновения или ослабляет возможные побочные эффекты процедуры.

Устройство может содержать также поляризатор 8, расположенный в корпусе, либо вне корпуса между контактной линзой и корпусом, либо на контактной линзе. Поляризатор размещают на одной оптической оси с источником УФ излучения и контактной линзой. Поляризатор имеет возможность вращения плоскости поляризации в пределах 360 градусов и позволяет поляризовать УФ излучение. За счет использования эффекта поляризации света роговицей, направляя плоскость поляризации УФ излучения по отношению к плоскости поляризации роговой оболочки под углом от 1 до 180 градусов, можно регулировать глубину воздействия УФ излучения, снижая воздействие УФ излучения на чувствительные к фотоповреждению эндотелиальные клетки, что, в свою очередь, сохраняя эффективность лечения, снижает вероятность возникновения или ослабляет возможные побочные эффекты процедуры. На фиг.4 и 12 показано одно из положений оси поляризатора А-А по отношению к оси поляризации роговицы глаза Б-Б.

Дополнительное выполнение поляризатора заодно с контактной линзой дает повышение удобства использования устройства врачом, что, соответственно, повышает безопасность и эффективность лечения.

Контактная линза может оснащаться нагревательным элементом 10 и датчиком температуры 11.

Дополнительное оснащение контактной линзы нагревательным элементом и температурным датчиком позволяет увеличивать температуру роговицы, благодаря чему ускоряется процесс изменения кривизны роговой оболочки за счет изменения вязкотекучих свойств коллагена роговицы, а также ускоряется химическая реакция кросслинкинга, что повышает эффективность лечения, снижает вероятность возникновения или ослабляет возможные побочные эффекты процедуры.

Ниже приведены примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Больной Б., 27 лет. Диагноз: миопия степени обоих глаз.

Острота зрения до операции

правого глаза - 0,01 sph - 4,0 D=1,0

левого глаза - 0,02 sph - 3,25 D=1,0

Данные офтальмометрии:

правый глаз 44.0 D - 90°

левый глаз 43.25 D - 180°

Близорукость не прогрессирует последние девять лет.

Проведена операция согласно предлагаемому способу. Поочередно сначала на правом, затем на левом глазу после проведения местной анестезии и закапывания фотомедиатора, а именно 1% рибофлавина в течение 30 минут, на поверхности роговицы с помощью вакуумного кольца фиксируют контактную линзу из кварцевого стекла с радиусом кривизны - 40,0 D. Далее фокусируют излучение УФ источника на роговицу. Экспозиция составила 90 минут.

На следующий день после операции правый глаз спокоен, реакция нулевой степени, болезненные ощущения отсутствуют, при осмотре на щелевой лампе признаки повреждения роговицы отсутствуют.

Острота зрения обоих глаз 1.0 без дополнительной коррекции.

Контрольный осмотр через 1 год показал отсутствие регресса рефракционного эффекта.

Пример 2. Больной Б., 23 года лет. Диагноз: миопия слабой степени обоих глаз, сложный миопический астигматизм правого глаза.

Острота зрения до операции

правого глаза - 0,1 sph - 2,0 D cyl - 1,0 D ах 65°=1,0

левого глаза - 0,1 sph - 1,5 D=1,0

Данные офтальмометрии

правый глаз 45,0 D - 65°

левый глаз 43,5 D - 155°

Проведена операция согласно предлагаемому способу. Поочередно на правом и левом глазу после проведения местной анестезии и закапывания фотомедиатора, а именно 1% рибофлавина в течение 30 минут на поверхности роговицы была установлена контактная линза, выполненная заодно с диафрагмой с маской в виде параллельных линий. Радиус кривизны внутренней поверхности диафрагмы составил 42,0 D. Контактную линзу зафиксировали с помощью вакуумного кольца. Далее облучали роговицу УФ излучением. Экспозиция составила 40 минут.

На следующий день после операции - правый глаз спокоен, реакция нулевой степени, болезненные ощущения отсутствуют, при осмотре на щелевой лампе признаки повреждения роговицы отсутствуют. Острота зрения после операции = 1.0. Контрольный осмотр через 1 год показал отсутствие регресса рефракционного эффекта в правом глазу, и по той же методике было проведено лечение левого глаза.

Пример 3. Больной Ш., 38 лет. Диагноз: миопический астигматизм, кератоконус обоих глаз.

Острота зрения до операции

правого глаза - 0, 01 sph - 0,5 D, cyl - 4,0 D ах 75°

левого глаза - 0,2 cyl - 3,75 D ах 80°

Последний год отмечает ухудшение зрения.

Проведена операция согласно предлагаемому способу. На правом глазу после проведения местной анестезии и закапывания фотомедиатора, а именно 1% рибофлавина в течение 30 минут, на поверхности роговицы с помощью вакуумного кольца фиксируют контактную линзу из кварцевого стекла с радиусом кривизны - 40,0 D. С помощью нагревательного элемента на контактной линзе, ориентируясь на данные датчика температуры, нагревают роговицу до температуры 50 градусов Цельсия. Далее фокусируют УФ излучение на роговице. Экспозиция составила 30 минут.

На следующий день после операции - правый глаз спокоен, реакция нулевой степени, болезненные ощущения отсутствуют, при осмотре на щелевой лампе признаки повреждения роговицы отсутствуют. Контрольный осмотр через 1 год показал отсутствие прогрессирования заболевания в правом глазу.

Пример 4. Больной А., 24 года. Диагноз: миопия слабой степени правого глаза.

Острота зрения до операции

правого глаза - 0,1 sph - 1,25 D=1.0

левого глаза = 1,0 без коррекции

Данные офтальмометрии

правого глаза 43 D - 180°

левого глаза 42.75 D - 90°

Проведена операция согласно предлагаемому способу. С помощью поляриметра определена плоскость поляризации роговицы. Проведена местная анестезия, и осуществлены закапывания фотомедиатора, а именно 1% рибофлавина в течение 30 минут. Плоскость поляризации поляризатора устройства развернута под углом 90 градусов к плоскости поляризации роговицы. На роговицу правого глаза установлена и зафиксирована с помощью вакуумного кольца контактная линза с радиусом кривизны нижней поверхности 41,75 D, выполненная заодно с диафрагмой. Маска диафрагмы выполнена в виде концентрических колец. Диафрагму нагрели до 45 градусов. На поверхности роговицы правого глаза было сфокусировано пятно, сформированное УФ источником. Экспозиция составила 1 минуту.

На следующий день после операции - правый глаз спокоен, реакция нулевой степени, болезненные ощущения отсутствуют, при осмотре на щелевой лампе признаки повреждения роговицы отсутствуют. Острота зрения обоих глаз = 1.0. Контрольный осмотр через 1 год показал отсутствие прогрессирования заболевания в правом глазу.

1. Способ лечения аномалий рефракции воздействием УФ излучения, заключающийся в осуществлении местной анестезии, инстилляции фотомедиатора, облучении сфокусированным УФ излучением роговицы глаза в течение 1-90 мин, отличающийся тем, что перед облучением УФ излучением изменяют радиус кривизны роговицы путем фиксирования контактной линзы на роговице глаза, а в процессе излучения формируют одну или несколько зон облучения в виде концентрических кругов, решетки, клеток, спиралей, дуг, параллельных линий или иных геометрических фигур.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что роговицу нагревают до температуры от 36 до 50°C.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что УФ излучение поляризуют, плоскость поляризации по отношению к плоскости поляризации роговой оболочки направляют под углом от 1 до 180°.

4. Устройство для лечения аномалий рефракции воздействием УФ излучения, включающее корпус с расположенным в нем источником УФ излучения, соединенный с ним блок питания и управления, расположенные на одной оптической оси с источником УФ излучения оптические фокусирующие элементы и диафрагму, отличающееся тем, что устройство содержит контактную линзу, предназначенную для фиксации на роговице глаза, оснащенную вакуумным кольцом со штуцером для подключения к вакуумному устройству, причем нижний радиус кривизны контактной линзы соответствует требуемой оптической силе роговицы, контактная линза и диафрагма предназначены для размещения на одной оптической оси с источником УФ излучения, а диафрагма выполнена в виде маски с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, имеющими форму концентрических кругов, решетки, клеток, дуг, параллельных линий или иных геометрических фигур.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что контактная линза установлена в корпусе устройства.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что контактная линза вынесена за пределы корпуса устройства.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что диафрагма выполнена заодно с контактной линзой.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что содержит поляризатор, предназначенный для размещения на оптической оси, выполненный с возможностью установки плоскости поляризации УФ излучения по отношению к плоскости поляризации роговицы в пределах 1-180°.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит поляризатор, предназначенный для размещения на оптической оси, выполненный с возможностью установки плоскости поляризации УФ излучения по отношению к плоскости поляризации роговицы в пределах 1-180° и выполненный заодно с контактной линзой.

10. Устройство по пп.4-9, отличающееся тем, что контактная линза оснащена нагревательным элементом и температурным датчиком.