用于对角膜组织中的发色剂配量的过程和控制配量的设备制造技术

用于控制角膜组织(101)中发色剂(100)的配量的控制设备(1)，包括:第一源(2)，用于利用至少第一电磁辐射(21)来照射角膜组织(101)；第一测量装置(3)，用于测量第一光谱参数(31)，例如荧光强度或漫射强度；处理单元(4)，其被配置为响应于第一光谱参数(31)的至少两次测量，计算表示角膜组织(101)内发色剂(100)浓度的因子(C)，其中一次测量指示由第一电磁辐射(21)在没有发色剂(100)的角膜组织(101)中引起的能量摄动，而另一测量指示由第一电磁辐射(21)在包含发色剂的角膜组织(101)中引起的能量摄动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对角膜组织中的发色剂配量的过程和控制配量的设备
本专利技术涉及一种用于控制角膜组织中发色剂的配量的控制设备和用于对角膜组织中的发色剂配量的过程，特别地，本文提出的设备和过程用于确定角膜交联处理的功效。
技术介绍
众所周知，圆锥角膜是角膜的渐进变性，它趋向于变薄并向外弯曲(它被恰当地称为“角膜扩张”)。眼镜或隐形眼镜的使用可以减轻病理症状，即矫正扩张角膜的光学像差，但并不阻止其发展。在晚期病例中，当角膜结构到目前为止受损时，有必要求助于角膜移植手术或角膜移植术，这包括用来自眼库的合适的人类供体组织替换扩张角膜。为了减缓或阻止圆锥角膜的发展，在过去十年中，已经引入了一种在该领域中被称为“角膜交联”的辅助外科手术治疗方法(para-surgicalprocedure)。角膜交联的目的是增加角膜刚度，这种刚度由于发展的圆锥角膜或其他医源性角膜扩张而降低。随着角膜生物物理学知识的发展，列出的角膜交联的临床应用越来越多。角膜交联需要将光聚合剂(在本领域中称为“交联”剂)施用到角膜基质中，然后通过照射进行光活化。光活化带来基质蛋白之间的新的共价化学键的形成(人们称作光聚合)，从而使角膜组织变硬。最常见的交联剂是核黄素，当受到光活化时，核黄素将溶解在角膜基质中的氧转化成自由基。自由基反过来使得角膜基质分子之间产生新的共价键。例如使用紫外(UV-A)或绿色光谱中的非相干发光辐射用于光活化。还设想使用相干激光源。交联剂以已知浓度在眼用溶液中被直接施用到角膜组织上。在临床环境中，存在用于施用交联剂的各种方案，其可变性在于，例如:-在施用交联剂之前是否去除角膜上皮；-交联剂施用的持续时间；-交联剂的施用方法(见文献US8574277、WO2011/130356、WO2012/95876)；-包含交联剂的眼用溶液的配方，其可以在粘度、色调、pH、化学试剂等方面不同(例如见US2011/0152219)；-选定的辐射源和辐射的发射模式(例如相干或非相干、连续或脉冲、持续时间、功率密度等)。由于临床方案差别很大，因此角膜交联必须由专业医务人员进行。此外，临床和科学文献显示关于角膜交联在圆锥角膜处理中的功效的高度可变的结果，这是由于操作者的主观性和受圆锥角膜影响的人类角膜组织的固有异质性(ChunyuT、XiujunP、ZhengjunF、XiaZ、FeihuZ的Cornealcollagencross-linkinginkeratoconus:asystematicreviewandmeta-analysis，出自SciReport2014；4:5652；SykasisE、KarimR、EvansJR、BunceC、Amissah-ArthurKN、PatwayS、McDonnellPJ、HamadaS的Cornealcollagencross-linkingfortreatingkeratoconus,出自TheCochranecollaboration2015；Issue3)。角膜交联处理的一个关键方面与处理的安全性有关，其中辐射的功率密度超过某一阈值(例如50mW/cm2)或者基质中交联剂的浓度太低(例如核黄素小于0.001％)，并且角膜去上皮化。在这些情况下，角膜交联处理除了无效之外，还会损伤角膜内皮层，对组织造成不可逆的损伤。文献WO2012/145853公开了一种紧凑的装备，其应用于裂隙灯上，并由检测角膜组织的接近传感器和用于测量由交联剂(例如核黄素)饱和的角膜发射的荧光的传感器组成。但是，该文献没有提出任何评估交联处理功效的方法。文献US2012/083772公开了一种用于角膜交联处理的系统和用于对角膜组织中的氧和/或核黄素的含量配量的方法。然而，该文献也不是旨在评估交联处理的功效。文献WO2013/059837涉及通过脉冲光来活化交联剂并控制角膜组织中的光聚合反应的方法。然而，在该文献中，也没有评估交联处理的功效的目的。迄今为止，角膜交联处理的临床功效已经由作为应用领域的专家的眼科医生通过评估和比较处理前和处理本身后12个月内获得的圆锥角膜的角膜形貌图(cornealtopographymaps)来确定。因此，这是一种后验的评估。本专利技术的公开内容在该上下文中，在本专利技术的基础上的技术任务是提供克服了上述现有技术的缺点的一种用于控制角膜组织中的发色剂的配量的控制设备和用于对角膜组织中的发色剂配量的过程。特别地，本专利技术的一个目的是提供一种用于对角膜组织中的发色剂配量的过程，该过程能够实时地(即在进行角膜交联处理的同时)评估角膜交联处理的功效和安全性。本专利技术的另一个目的是提供一种用于对角膜组织中的发色剂配量的过程，该过程比已知方法更可靠和更有效。本专利技术的另一个目的是提供一种用于对角膜组织中的发色剂配量的过程，该过程也可以由较不专业的医务人员实施。本专利技术的另一个目的是提供一种用于控制角膜组织中的发色剂的配量的控制设备，该控制设备使得能够实时(即在进行角膜交联处理的同时)评估角膜交联处理的功效和安全性。本专利技术的另一个目的是提供一种用于控制角膜组织中的发色剂的配量的控制设备，该控制设备可靠且有效，并且也可以由较不专业医务人员使用。所述技术任务和特定目的基本上通过用于控制角膜组织中的发色剂的配量的控制设备和用于对角膜组织中的发色剂配量的过程来实现，包括:-用于利用至少第一电磁辐射来照射角膜组织的第一装置；-第一测量装置，其用于测量第一光谱参数；-处理单元，其被配置为响应于第一光谱参数的至少两次测量，计算表示角膜组织内的发色剂的浓度的因子，其中一次测量指示由第一电磁辐射在没有发色剂的角膜组织中引起的能量摄动，而另一测量指示由第一电磁辐射在包含发色剂的角膜组织中引起的能量摄动。在一个实施例中，第一照射装置包括被配置成发射具有选定的波长以便引起荧光效应的第一电磁辐射的源，并且第一测量装置被配置成测量荧光强度。可选地，第一照射装置包括配置成发射具有选定的波长以便被发色剂吸收的第一电磁辐射的源，并且第一测量装置被配置成测量漫射强度。例如，第一测量装置包括摄像机或光谱仪或一个或更多个光电二极管。用于将第一电磁辐射传输到角膜组织的装置是空气或光纤。用于接收由第一电磁辐射引起的能量摄动的装置是空气或另一光纤。所述技术任务和特定目的大体上通过用于对角膜组织中的发色剂配量的过程实现，该过程包括以下步骤:-对角膜组织进行至少第一电磁辐射；-执行第一光谱参数的测量，所述第一光谱参数指示由第一电磁辐射在角膜组织中引起的能量摄动；-只要表示角膜组织中发色剂浓度的因子保持低于第一预定阈值，则按时间顺序循环执行至少以下步骤:向角膜组织施用发色剂；对包含发色剂的角膜组织进行第一电磁辐射；执行对第一光谱参数的另一测量，所述第一光谱参数指示由第一电磁辐射在包含发色剂的角膜组织中引起的能量摄动；至少根据第一光谱参数的测量和另一测量计算表示角膜组织内的发色剂的浓度的因子。在一个实施例中，发色剂是荧光团，并且第一电磁辐射具有选定的波长以便引起荧光剂的荧光效应。因此，第一光谱参数是荧光强度，使得第一光谱参数的测量对应于没有荧光剂的角膜组织的荧光强度值，并且第一光谱参数的另一测量对应于包含荧光剂的角膜组织的荧光强度值。在一个实施例中，第一电磁辐射具有选定的波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对角膜组织(101)中的发色剂(100)配量的过程，包括以下步骤:对所述角膜组织(101)进行至少第一电磁辐射(21)；执行对第一光谱参数(31)的测量，所述第一光谱参数指示由所述第一电磁辐射(21)在所述角膜组织(101)中引起的能量摄动；只要表示所述角膜组织(101)中的所述发色剂(100)的浓度的因子(C)保持低于第一预定阈值(Th1)，则按时间顺序循环执行至少以下步骤:向所述角膜组织(101)施用所述发色剂(100)；对包含所述发色剂(100)的所述角膜组织(101)进行所述第一电磁辐射(21)；执行对所述第一光谱参数(31)的另一测量，所述第一光谱参数指示由所述第一电磁辐射(21)在包含所述发色剂(100)的所述角膜组织(101)中引起的能量摄动；至少根据对所述第一光谱参数(31)的所述测量和所述另一测量来计算表示所述角膜组织(101)内的所述发色剂(100)的浓度的所述因子(C)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.26 IT 1020160000073491.一种用于对角膜组织(101)中的发色剂(100)配量的过程，包括以下步骤:对所述角膜组织(101)进行至少第一电磁辐射(21)；执行对第一光谱参数(31)的测量，所述第一光谱参数指示由所述第一电磁辐射(21)在所述角膜组织(101)中引起的能量摄动；只要表示所述角膜组织(101)中的所述发色剂(100)的浓度的因子(C)保持低于第一预定阈值(Th1)，则按时间顺序循环执行至少以下步骤:向所述角膜组织(101)施用所述发色剂(100)；对包含所述发色剂(100)的所述角膜组织(101)进行所述第一电磁辐射(21)；执行对所述第一光谱参数(31)的另一测量，所述第一光谱参数指示由所述第一电磁辐射(21)在包含所述发色剂(100)的所述角膜组织(101)中引起的能量摄动；至少根据对所述第一光谱参数(31)的所述测量和所述另一测量来计算表示所述角膜组织(101)内的所述发色剂(100)的浓度的所述因子(C)。2.根据权利要求1所述的过程，其中所述发色剂(100)是荧光团，所述第一电磁辐射(21)具有选定的波长(λ21)以便引起所述荧光剂(100)的荧光效应，所述第一光谱参数(31)是荧光强度，使得所述第一光谱参数(31)的所述测量对应于没有所述荧光剂(100)的所述角膜组织(101)的荧光强度的值，并且所述第一光谱参数(31)的所述另一测量对应于包含所述荧光剂(100)的所述角膜组织(101)的荧光强度的值。3.根据权利要求1所述的过程，其中所述第一电磁辐射(21)具有选定的波长(λ21)以便被所述发色剂(100)吸收，所述第一光谱参数(31)是漫射强度，使得所述第一光谱参数(31)的所述测量对应于由没有所述发色剂(100)的所述角膜组织(101)漫射的强度的值，并且所述第一光谱参数(31)的所述另一测量对应于由包含所述发色剂(100)的所述角膜组织(101)漫射的强度的值。4.根据权利要求2所述的过程，还包括以下步骤：对没有所述荧光剂(100)的所述角膜组织(101)进行第二电磁辐射(212)，所述第二电磁辐射具有选定的波长(λ212)以便被所述荧光剂(100)吸收；执行对由没有所述荧光剂(100)的所述角膜组织(101)漫射的强度(313)的测量；只要表示所述浓度的所述因子(C)低于所述预定阈值(Th1)，则还循环执行以下步骤:在执行对所述第一光谱参数(31)的所述另一测量之后，对包含所述发色剂(100)的所述角...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·隆巴尔多，朱塞佩·隆巴尔多，诺尔贝托·利沃里奥·米卡利，瓦伦蒂娜·维拉里，
申请(专利权)人：工业显微镜意大利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT