DE102011116760A1 - Ophthalmic laser system and method for the laser surgical treatment of the cornea - Google Patents
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Abstract
Ophthalmologisches Lasersystem und Verfahren zur laserchirurgischen Behandlung der Cornea Bekannte ophthalmologische Lasersysteme (1) mit einem Detektionsstrahlengang (D), der einen optoelektronischen Detektor (12) zur Detektion von Licht umfasst, und einem Behandlungsstrahlengang (B), der einen Ultrakurzpuls-Laser (4) umfasst, weisen bei der Behandlung der Cornea nur eine begrenzte Genauigkeit auf. Diese kann durch einen Detektor (12) zur Detektion von Licht genau eines variabel einstellbaren Polarisationszustands und jeweils eine einstellbare Strahl-Ablenkeinheit (7/7') in den beiden Strahlengängen vergrößert werden, indem vor dem Behandeln der Cornea Streulichtintenstitäten unterschiedlicher Polarisationszustände aus derselben Richtung aufgenommen werden und ein Modell einer Cornea daran angepasst wird, um eine zu erzeugende Schnittgeometrie zu ermitteln und diese an eine anhand des Modells prognostizierte Verformung anzupassen. Das erlaubt die chirurgische Behandlung der Cornea mit hoher Genauigkeit, da der biomechanische Zustand der Cornea einschließlich ihrer inneren mechanischen Spannungen bei der Schnittführung berücksichtigt wird. Ametropie-KorrekturOphthalmic laser system and method for the laser surgical treatment of the cornea Known ophthalmic laser systems (1) with a detection beam path (D) comprising an optoelectronic detector (12) for detecting light, and a treatment beam path (B) comprising an ultrashort pulse laser (4) includes limited accuracy in the treatment of the cornea. This can be increased by a detector (12) for detecting light of exactly one variably adjustable state of polarization and in each case an adjustable beam deflection unit (7/7 ') in the two beam paths by recording stray light intensities of different polarization states from the same direction before treating the cornea and a model of a cornea is adapted to determine a cut geometry to be generated and to adapt it to a deformation predicted from the model. This allows surgical treatment of the cornea with high accuracy, taking into account the biomechanical state of the cornea, including its internal mechanical stresses in the incision. Ametropia correction
Description
Die Erfindung betrifft ein ophthalmologisches Lasersystem mit einem Behandlungsstrahlengang, der einen Puls-Laser umfasst, und einem Detektionsstrahlengang, der einen optoelektronischen Detektor umfasst, sowie ein Verfahren zur laserchirurgischen Behandlung der Cornea, insbesondere zum Zwecke einer refraktiven Korrektur.The invention relates to an ophthalmic laser system having a treatment beam path comprising a pulse laser, and a detection beam path comprising an optoelectronic detector, and a method for laser surgical treatment of the cornea, in particular for the purpose of a refractive correction.
Die Cornea des menschlichen Auges weist innere mechanische Spannungen auf. Dieses Spannungsgefüge kann die Form der Cornea mitbestimmen und so beispielsweise Fehlsichtigkeiten bewirken.The cornea of the human eye has internal mechanical stresses. This tension structure can co-determine the shape of the cornea and thus cause, for example, defective vision.
Aus
Optisch wirken sich Verspannungen der Cornea durch Doppelbrechung durchfallenden Lichts aus. Es wurde vorgeschlagen, diese Verspannungen bei einer refraktiven Korrektur mittels eines Excimer-Lasers in die Berechnung des Ablationsprofils einzubeziehen (Alexander Bösecke: „In vivo optische Spannungsanalyse der humanen Kornea”, Diplomarbeit TU Ilmenau, 2007). Diese Vorgehensweise weist nur eine begrenzte Genauigkeit auf.Optically, tension in the cornea is caused by birefringence of incident light. It was proposed to include these tensions in a refractive correction by means of an excimer laser in the calculation of the ablation profile (Alexander Bösecke: "In vivo optical stress analysis of the human cornea", Diploma thesis TU Ilmenau, 2007). This procedure has only a limited accuracy.
In
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ophthalmologisches Lasersystem der eingangs genannten Art anzugeben, das eine laserchirurgische Behandlung der Cornea mit hoher Genauigkeit ermöglicht, insbesondere unter Berücksichtigung innerer mechanischer Spannungen der Cornea.The invention has for its object to provide an ophthalmic laser system of the type mentioned above, which allows a laser surgical treatment of the cornea with high accuracy, especially taking into account internal mechanical stresses of the cornea.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein ophthalmologisches Lasersystem, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved by an ophthalmic laser system having the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist ein ophthalmologisches Lasersystem vorgesehen mit einem Detektionsstrahlengang, der einen optoelektronischen Detektor zur (tiefenselektiven) Detektion von Licht genau eines variabel einstellbaren Polarisationszustands, eine erste variabel einstellbare Strahl-Ablenkeinheit und eine Transferoptik umfasst, und einem Behandlungsstrahlengang, der einen Ultrakurz-Laser, eine zweite variabel einstellbare Strahl-Ablenkeinheit und eine Fokussieroptik umfasst, sowie einer Steuereinheit, einer Berechnungseinheit und einer Auswerteeinheit, wobei
- – die Auswerteeinheit zur Durchführung folgender Schritte eingerichtet ist: 1. Einstellen des Detektors auf einen ersten Polarisationszustand und Ermitteln mindestens einer ersten Streulichtintensität mittels des Detektors, 2. Einstellen des Detektors auf einen zweiten Polarisationszustand, der von dem ersten Polarisationszustand verschieden ist und Ermitteln mindestens einer zweiten Streulichtintensität mittels des Detektors bei identischer Stellung der ersten Ablenkeinheit, 3. Ermitteln eines mathematischen Modells einer Cornea, welches eine Topographie und innere mechanische Spannungen beschreibt, und Anpassen an die ermittelten Streulichtintensitäten anhand unterschiedlicher Lichtausbreitungsgeschwindigkeiten für die zwei Polarisationszustände,
- – die Berechnungseinheit zur Durchführung folgender Schritte eingerichtet ist: 1. Ermitteln einer in der Cornea zu erzeugenden Schnittgeometrie und Anpassen durch Prognostizieren einer Verformung der Cornea anhand des angepassten Modells und 2. Ermitteln von Steuerdaten für einen Laserschnitt anhand der angepassten Schnittgeometrie und
- – die Steuereinheit zur Steuerung des Lasers, der ersten Ablenkeinheit und der Fokussieroptik anhand der Steuerdaten eingerichtet ist.
- - the evaluation unit is set up to carry out the following steps: 1. setting the detector to a first polarization state and determining at least a first scattered light intensity by means of the detector, 2. setting the detector to a second polarization state which is different from the first polarization state and determining at least one 3. determining a mathematical model of a cornea which describes a topography and internal mechanical stresses, and adapting to the determined scattered light intensities using different light propagation velocities for the two polarization states; second scattered light intensity by means of the detector;
- - the calculation unit is set up to: 1. determine a corneal geometry to be cut and adjust by predicting cornea deformation using the fitted model; and 2. determine laser cut control data based on the fitted cut geometry and
- - The control unit for controlling the laser, the first deflecting unit and the focusing optics is set up based on the control data.
Zweckmäßigerweise werden erste und zweite Streulichtintensitäten aus verschiedenen Richtungen von der Cornea ermittelt, indem die erste Ablenkeinheit unterschiedlich eingestellt wird und für jede Stellung erste und zweite Streulichtintensitäten mit verschiedenen Polarisationszuständen ermittelt werden. Dadurch kann ein dreidimensionales Modell ermittelt und angepasst werden, was eine höhere Genauigkeit ermöglicht.Expediently, first and second scattered light intensities are determined from different directions by the cornea by setting the first deflection unit differently and determining, for each position, first and second scattered light intensities having different polarization states. As a result, a three-dimensional model can be determined and adapted, which allows a higher accuracy.
Im Sinne der Erfindung ist ein Ultrakurzpuls-Laser ein Laser, der Strahlungspulse mit einer Dauer im fs- oder ps-Bereich zu emittieren vermag. Mechanische Spannungen sind vorzugsweise innere Spannungen im Corneagewebe.For the purposes of the invention, an ultrashort pulse laser is a laser capable of emitting radiation pulses with a duration in the fs or ps range. Mechanical stresses are preferably internal stresses in the corneal tissue.
Entsprechend ist für das erfindungsgemäße Verfahren zum laserchirurgischen Bearbeiten einer Cornea mittels eines Ultrakurzpuls-Lasers vorgesehen, folgende Schritte durchzuführen:
- 1. tiefenselektives Ermitteln mindestens einer ersten Streulichtintensität mit einem ersten Polarisationszustand aus einer ersten Richtung von der Cornea,
- 2. tiefenselektives Ermitteln mindestens einer zweiten Streulichtintensität mit einem zweiten Polarisationszustand, der von dem ersten Polarisationszustand verschieden ist, aus derselben Richtung,
- 3. Ermitteln eines mathematischen Modells einer Cornea, welches eine Topographie und innere mechanische Spannungen beschreibt, und Anpassen an die ermittelten Streulichtintensitäten anhand unterschiedlicher Lichtausbreitungsgeschwindigkeiten für die zwei Polarisationszustände,
- 4. Ermitteln einer in der Cornea zu erzeugenden Schnittgeometrie und Anpassen durch Prognostizieren einer Verformung der Cornea anhand des angepassten Modells und
- 5. Ermitteln von Steuerdaten für einen Laserschnitt anhand der angepassten Schnittgeometrie und
- 6. Steuern des Lasers, der ersten Ablenkeinheit und der Fokussieroptik anhand der Steuerdaten.
- 1. deep-selective determination of at least one first scattered light intensity having a first polarization state from a first direction of the cornea,
- 2. depth-selective determination of at least one second scattered light intensity having a second polarization state, which is different from the first polarization state, from the same direction,
- 3. Determining a mathematical model of a cornea, which describes a topography and internal mechanical stresses, and adapting to the determined scattered light intensities using different light propagation velocities for the two polarization states,
- 4. Determine a cut geometry to be created in the cornea and adjust by predicting a corneal deformation based on the fitted model and
- 5. Determine control data for a laser cut based on the adjusted cutting geometry and
- 6. Controlling the laser, the first deflection unit and the focusing optics based on the control data.
Eine Ermittlung von Streulichtintensitäten ist tiefenselektiv im Sinne der Erfindung, wenn Streulichtintensitäten aus unterschiedlichen Tiefen der Cornea tiefenaufgelöst entweder simultan oder sequentiell aufgenommen werden können.A determination of scattered light intensities is highly selective in the sense of the invention if scattered light intensities from different depths of the cornea can be recorded with depth resolution either simultaneously or sequentially.
Die Erfindung erlaubt die chirurgische Behandlung der Cornea mit hoher Genauigkeit, indem der biomechanische Zustand der Cornea einschließlich ihrer inneren mechanischen Spannungen bei der Schnittführung berücksichtigt wird. Dadurch können sowohl die räumlichen Steuerparameter (Lage der bestrahlten Zielvolumina) als auch energetische Steuerparameter (Pulsintensitäten) mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Die Auswerteeinheit, die Berechnungseinheit oder die Steuereinheit können die anhand des Modells ermittelten die Spannungen derart ausgeben, dass sie von einem Bediener visuell wahrnehmbar sind. Insbesondere kann die betreffende Einheit von dem Bediener Anweisungen zur Modifikation des Modells entgegennehmen.The invention allows surgical treatment of the cornea with high accuracy by taking into account the biomechanical state of the cornea, including its internal mechanical stresses in the incision. As a result, both the spatial control parameters (position of the irradiated target volumes) and energetic control parameters (pulse intensities) can be determined with high accuracy. The evaluation unit, the calculation unit or the control unit can output the voltages determined on the basis of the model such that they can be visually perceived by an operator. In particular, the unit in question may receive instructions from the operator to modify the model.
Das mechanische Modell kann beispielsweise gemäß
Die Richtung von der Cornea, aus der die Streulichtintensitäten ermittelt werden, definiert, von welchem Ort in der Cornea, das detektierte Streulicht aufgenommen wird. Von einem Ort wird also mindestens eine erste Streulichtintensität, welche (ausschließlich) den ersten Polarisationszustand aufweist, und (von demselben Ort) mindestens eine zweite Streulichtintensität, welche (ausschließlich) den zweiten Polarisationszustand aufweist, ermittelt. Vorzugsweise können erste und zweite Streulichtintensitäten von mehreren verschiedenen Orten der Cornea ermittelt werden. Zu diesem Zweck kann die Richtung von der Cornea, aus der die Streulichtintensitäten ermittelt werden, beispielsweise mittels einer verstellbaren Strahl-Ablenkeinheit verstellt werden. Von dem neuen Ort können dann wiederum erste und zweite Streulichtintensitäten aufgenommen werden. Durch die Messung von mehreren Orten kann ein dreidimensionales Modell ermittelt und angepasst werden, was eine höhere Genauigkeit ermöglicht. Darüber hinaus können dritte und weitere Streulichtintensitäten für zusätzliche Polarisationszustände ermittelt und bei der Anpassung verwendet werden.The direction from the cornea, from which the scattered light intensities are determined, defines from which location in the cornea the detected scattered light is recorded. Thus, at least one first scattered light intensity, which (exclusively) has the first polarization state, and at least one second scattered light intensity, which (exclusively) has the second polarization state, is determined from a location. Preferably, first and second scattered light intensities can be determined from a plurality of different locations of the cornea. For this purpose, the direction from the cornea, from which the scattered light intensities are determined, can be adjusted, for example, by means of an adjustable beam deflection unit. In turn, first and second scattered light intensities can then be recorded by the new location. By measuring multiple locations, a three-dimensional model can be identified and adjusted, allowing greater accuracy. In addition, third and further scattered light intensities can be determined for additional polarization states and used in the adaptation.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ermittelt die Auswerteeinheit zum Anpassen des Modells an die Lichtintensitäten eine Topographie der Cornea aus den Streulichtintensitäten. Dadurch wird die Genauigkeit des Modells verbessert, und es kann auf eine separate Vermessung der Topographie verzichtet werden.In an advantageous embodiment, the evaluation unit determines a topography of the cornea from the scattered light intensities in order to adapt the model to the light intensities. This improves the accuracy of the model and eliminates the need to separately survey the topography.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Lasersystem eine Topographiemessvorrichtung, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, das Modell vor der Anpassung an die Lichtintensitäten an mittels einer Topographiemessvorrichtung ermittelte oder vorgegebene Topographiedaten der Cornea anzupassen. Auch auf diese Weise kann die Genauigkeit des Modells verbessert werden.In an alternative embodiment, the laser system comprises a topography measuring device, wherein the evaluation unit is set up to adapt the model to topographical data of the cornea determined or predefined by means of a topography measuring device before adaptation to the light intensities. Also in this way the accuracy of the model can be improved.
Zweckmäßigerweise kann in den Detektionsstrahlengang ein Beleuchtungsstrahlengang mit einer Lichtquelle eingekoppelt sein und die Auswerteeinheit eingerichtet sein zur Durchführung folgender Schritte vor dem Ermitteln der ersten Streulichtintensität:
- – Beleuchten einer in einem Untersuchungsbereich angeordneten Cornea mittels der Lichtquelle und
- – Fokussieren des Detektionsstrahlengangs auf die Cornea.
- Illuminating a cornea arranged in an examination area by means of the light source and
- - Focusing the detection beam path on the cornea.
Besonders vorteilhaft sind Ausgestaltungen, in denen der Detektionsstrahlengang eine (Vorsatz-)Optik aufweist, welche Licht der Lichtquelle, das mittels der ersten Ablenkeinheit auf die Cornea gerichtet ist, unabhängig von einer Stellung der ersten Ablenkeinheit senkrecht auf die Cornea lenkt, insbesondere mit Anordnung der Optik auf einer von dem Laser abgewandten Seite der Transferoptik. Eine solche Vorsatzoptik kann beispielsweise ein diffraktives oder refraktives Element sein und aus einer Linse oder einer Linsenkombination bestehen. Ihre Brennweite entspricht vorzugsweise ihrem Abstand zur Cornea zuzüglich etwa 8 mm, also beispielsweise 20 mm. Der senkrechte Einfall des Beleuchtungslichts und die senkrechte Detektion an jedem Ort der Cornea vereinfachen die Anpassung des Modells, da die Doppelbrechung so nur entlang einer minimale Weglänge durch die Cornea stattfindet.Particularly advantageous embodiments are those in which the detection beam path has a (intentional) optics, which light of the light source, the is directed by the first deflection on the cornea, regardless of a position of the first deflector perpendicular to the cornea directs, in particular with the arrangement of the optics on a side facing away from the laser side of the transfer optics. Such an attachment optics can be, for example, a diffractive or refractive element and consist of a lens or a lens combination. Their focal length preferably corresponds to their distance from the cornea plus about 8 mm, so for example 20 mm. The vertical incidence of the illumination light and the vertical detection at each location of the cornea simplify the adaptation of the model, since the birefringence thus takes place only along a minimum path length through the cornea.
Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit eingerichtet zur Durchführung folgender Schritte:
- – Aktivieren einer Fixiervorrichtung an der Cornea vor dem Steuern des Lasers und
- – Desaktivieren der Fixiervorrichtung nach dem Steuern des Lasers.
- - Activating a fixation device on the cornea before controlling the laser and
- Deactivate the fixing device after controlling the laser.
Besonders vorteilhaft sind Ausgestaltungen, in denen die Auswerteeinheit eingerichtet ist zur Durchführung folgender Schritte:
- – Aktivieren einer verformenden Fixiervorrichtung in Kontakt mit der Cornea vor dem Ermitteln der Streulichtintensitäten und
- – Desaktivieren der Fixiervorrichtung nach dem Ermitteln der Streulichtintensitäten.
- - Activating a deforming fixing device in contact with the cornea before determining the scattered light intensities and
- Deactivate the fixing device after determining the scattered light intensities.
Die Erfindung umfasst Ausführungsformen, in denen
- – das Anpassen des mathematischen Modells an die ermittelten Streulichtintensitäten von der Berechnungseinheit oder der Steuereinheit durchgeführt wird und/oder
- – das Ermitteln und Anpassen der Schnittgeometrie von der Auswerteeinheit oder der Steuereinheit durchgeführt wird.
- The adaptation of the mathematical model to the determined scattered light intensities is carried out by the calculation unit or the control unit and / or
- - The determination and adjustment of the cutting geometry is performed by the evaluation unit or the control unit.
Vorzugsweise ist der Detektor ein optischer Kohärenztomograph (OCT) oder zur mit der zweiten Fokussieroptik konfokalen Detektion ausgebildet. Diese Detektoren erlauben die Tiefendiskriminierung mit hoher axialer Auflösung. Ein System mit einem konfokalen Detektor kann beispielsweise gemäß
Die Auswerteeinheit kann vorteilhafterweise anhand der ermittelten Streulichtintensitäten eine Länge des Auges und eine Dicke der Linse ermitteln. Anhand dieser Daten kann in derselben Behandlung eine Kataraktoperation durchgeführt werden, beispielsweise in Form einer anterioren oder posterioren Kapsulorhexis mittels des Ultrakurzpuls-Lasers, der Zertrümmerung der biologischen Linse oder Bestrahlung der äquatorial im Kapselsack angeordneten Epithelzellen.The evaluation unit can advantageously determine a length of the eye and a thickness of the lens on the basis of the determined scattered light intensities. Based on these data, a cataract operation can be performed in the same treatment, for example in the form of an anterior or posterior capsulorhexis by means of the ultra-short pulse laser, the destruction of the biological lens or irradiation of the epithelial cells arranged equatorially in the capsular bag.
Die Erfindung umfasst Ausführungsformen, in denen
- – die Auswerteeinheit, die Berechnungseinheit und die Steuereinheit dieselbe Einheit sind und/oder
- – die erste und zweite Ablenkeinheiten dieselbe Ablenkeinheit sind und/oder
- – die Transferoptik und die Fokussieroptik dieselbe Optik sind.
- The evaluation unit, the calculation unit and the control unit are the same unit and / or
- The first and second deflection units are the same deflection unit and / or
- - The transfer optics and the focusing optics are the same look.
Die Erfindung umfasst auch einen OCT, der eine Topographie der Cornea ermittelt, entweder anhand von mittels einer integrierten Topographiemessvorrichtung (beispielsweise anhand von Placidoringen) gemessenen Topographiedaten oder anhand von aus den gemessenen OCT-Intensitäten ermittelten Topographiedaten. In Ausführungsformen mit oder ohne Topographieermittlung kann ein erfindungsgemäßer OCT anhand von Streulichtintensitäten unterschiedlicher Polarisationszustände die Spannungen innerhalb einer Cornea ermitteln. Ein solcher OCT kann insbesondere bei den obengenannten Anwendungen in Vor- und/oder Nachuntersuchungen eingesetzt werden.The invention also encompasses an OCT which determines a topography of the cornea, either by means of topographical data measured by means of an integrated topography measuring device (for example using Placidoringen) or by means of topographical data determined from the measured OCT intensities. In embodiments with or without topography determination, an OCT according to the invention can determine the stresses within a cornea on the basis of scattered light intensities of different polarization states. Such an OCT can be used in particular in the abovementioned applications in preliminary and / or follow-up examinations.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung eine ophthalmologische Messvorrichtung zur Aufnahme von Streulicht von einer Cornea, mit einem Beleuchtungsstrahlengang, der eine Lichtquelle umfasst, und einem mit dem Beleuchtungsstrahlengang gekoppelten Detektionsstrahlengang, der einen optoelektronischen Detektor zur (tiefenselektiven) Detektion von Licht genau eines variabel einstellbaren Polarisationszustands, eine variabel einstellbare Strahl-Ablenkeinheit und eine Transferoptik umfasst, wobei der hinter der Koppelstelle gemeinsame Strahlengang gekennzeichnet ist durch eine Optik, welche Licht der Lichtquelle, das mittels der Ablenkeinheit auf die Cornea gerichtet ist, unabhängig von einer Stellung der Ablenkeinheit senkrecht auf die Cornea lenkt, insbesondere mit Anordnung der Optik zwischen der Koppelstelle und einem Abschlusselement nach außen, beispielsweise einem Abschlussglas.In addition, the invention comprises an ophthalmological measuring device for recording scattered light from a cornea, having an illumination beam path comprising a light source, and a detection beam path coupled to the illumination beam path, comprising an optoelectronic detector for (depth-selective) detection of light of precisely a variably adjustable polarization state, a variably adjustable jet Deflection unit and a transfer optics comprises, wherein the common behind the coupling point beam path is characterized by an optics, which directs light from the light source, which is directed by means of the deflection on the cornea, regardless of a position of the deflection perpendicular to the cornea, in particular with arrangement of Optic between the coupling point and a closing element to the outside, for example, a glass.
Die Erfindung kann insbesondere in folgenden Anwendungen eingesetzt werden:
- – Bei biomechanikabhängige Behandlungen der Cornea, insbesondere innerhalb einer Katarakt-Operation (für limbale Relaxationsschnitte oder transparente Corneaschnitte).
- – Bei der Extraktion eines refraktiven Lentikels (ReLEx) zur Verbesserung der Behandlungsgenauigkeit (Vermeidung von Unterschieden bei der Korrektur höhere Ordnungen von Abbildungsfehlern durch unterschiedliche Spannungszustände zwischen fixiertem und unfixiertem Zustand der Cornea) und -effizienz und auch vorab zu Patientenauswahl insbesondere durch Ermittlung eines Eignungswertes anhand der ermittelten mechanischen Spannungen oder weiterer biomechanischer Eigenschaften.
- – Zur Behandlungsplanung bei einer Keratoplastik, beispielsweise zur Festlegung der Keratoplastie-Zone.
- – Bei refraktiven Behandlungen wie Femtosekunden-LASIK oder innerhalb einer Katarakt-Operation (jeweils für limbale Relaxationsschnitte, transparente Corneaschnitte und/oder zur Reduktion von kornealem Astigmatismus).
- – Zur Vermeidung oder Behandlung von Keratokonus.
- – ICR-Implantation: Zur Auswahl der ICR und/oder Optimierung der ICR-Position.
- - For biomechanically dependent treatments of the cornea, especially within a cataract operation (for limbal relaxation incisions or transparent corneal incisions).
- - In the extraction of a refractive lenticle (ReLEx) to improve the accuracy of treatment (avoiding differences in the correction of higher orders of aberrations due to different voltage states between fixed and unfixed state of the cornea) and efficiency and also in advance to patient selection in particular by determining a fitness value the determined mechanical stresses or other biomechanical properties.
- - For treatment planning in a keratoplasty, for example, to determine the keratoplasty zone.
- - For refractive treatments such as femtosecond LASIK or cataract surgery (for limbal relaxation incisions, transparent corneal incisions and / or to reduce corneal astigmatism).
- - To prevent or treat keratoconus.
- - ICR implantation: To select the ICR and / or optimize the ICR position.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
In allen Zeichnungen tragen übereinstimmende Teile gleiche Bezugszeichen.In all drawings, like parts bear like reference numerals.
Die Messvorrichtung
Sobald der Behandler die Messung ausgelöst hat, schaltet die Auswerteeinheit
Dann stellt die Auswerteeinheit
Anschließend stellt sie die Ablenkeinheit
Sind alle ersten und zweiten Streulichtintensitäten ermittelt, ermitteln die Auswerteeinheit
Die Berechnungsvorrichtung
Von der Auswerteeinheit
Die Bestrahlungsvorrichtung
Die Steuereinheit
Anstelle der Kombination aus Polarisationsstrahlteiler
In alternativen Ausgestaltungen (nicht abgebildet) kann die Vorsatzoptik
In
Zunächst werden die ersten und zweiten Streulichtintensitäten für unterschiedliche Polarisationszustände und mittels der Ablenkeinheit
Ein vorgegebenes mechanisches Modell einer allgemeinen Cornea wird gemäß der Dicke der Cornea ermittelt und anhand der Topographiedaten an die Topographie und anhand der ermittelten Streulichtintensitäten aufgrund von Doppelbrechung an die mechanischen Spannungen patientenindividuell angepasst, beispielsweise mittels einer Finite-Elemente-Methode (FEM) und einer Simulation von Strahlverfolgung in dem Modell mit unterschiedlichen Lichtausbreitungsgeschwindigkeiten für die zwei Polarisationszustände. Zur Anpassung des Modells werden beispielsweise ein vorgegebener intraokulärer Druck und vorgegebene allgemeine mechanische Eigenschaften verwendet.A predefined mechanical model of a general cornea is determined according to the thickness of the cornea and adapted to the topography on the basis of the topographical data and based on the determined scattered light intensities due to birefringence to the mechanical stresses, for example by means of a finite element method (FEM) and a simulation of ray tracing in the model with different light propagation velocities for the two polarization states. To adapt the model, for example, a predetermined intraocular pressure and given general mechanical properties are used.
Das die Topographie und die mechanischen Spannungen umfassende FEM-Modell wird dann verwendet, um eine vorgegebene Schnittgeometrie iterativ durch eine Ausgleichsrechnung optimiert: Zu diesem Zweck wird der Schnitt im patientenindividuell angepassten Modell simuliert und eine Verformung des Modells gemäß der ermittelten mechanischen Spannungen simuliert. Dann wird eine Abweichung des Modells von einem vorgegebenen Zielkriterium (refraktive Wirkung oder Topographie) ermittelt. Ist die Abweichung größer als ein vorgegebener Schwellwert, wird die Schnittgeometrie modifiziert und im ursprünglichen patientenindividuell angepassten Modell simuliert und eine Verformung ermittelt. Diese Iterationen werden fortgesetzt, bis der Schwellwert unterschritten ist. Falls dieses Ziel nicht erreicht wird, wird das Verfahren abgebrochen.The FEM model comprising the topography and the mechanical stresses is then used to iteratively optimize a given cutting geometry by means of a compensation calculation. For this purpose, the cut is simulated in the patient-specific adapted model and a deformation of the model is simulated in accordance with the determined mechanical stresses. Then a deviation of the model from a given target criterion (refractive effect or topography) is determined. If the deviation is greater than a predefined threshold value, the cutting geometry is modified and simulated in the original patient-specific adapted model and a deformation is determined. These iterations continue until the threshold is exceeded. If this goal is not achieved, the procedure is aborted.
Konnte eine optimierte Schnittgeometrie ermittelt werden, werden entsprechende Steuerdaten ermittelt, die räumliche Steuerdaten für eine Ablenkeinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ophthalmologisches LasersystemOphthalmic laser system
- 1.11.1
- Messvorrichtungmeasuring device
- 1.21.2
- Berechnungsvorrichtungcalculator
- 1.31.3
- Bestrahlungsvorrichtungirradiator
- 22
- Augeeye
- 33
- Corneacornea
- 44
- Ultrakurzpuls-LaserUltra short pulse laser
- 55
- PolarisationsstrahlteilerPolarization beam splitter
- 66
- Scanoptikscan optics
- 7(')7 ( ')
- Abtasteinheitscanning
- 88th
- Transferoptiktransfer optics
- 8'8th'
- Fokussieroptikfocusing optics
- 99
- Abschlussglascover glass
- 1010
- Lichtquellelight source
- 1111
- Auswerte-, Berechnungs- und SteuereinheitEvaluation, calculation and control unit
- 11.111.1
- Auswerteeinheitevaluation
- 11.211.2
- Berechnungseinheitcalculation unit
- 11.311.3
- Steuereinheitcontrol unit
- 1212
- Detektordetector
- 1313
- Vorsatzoptikoptical head
- 1414
- Fixiervorrichtungfixing
- 1515
- λ/2-Platte mit Antriebλ / 2 plate with drive
- 1616
- Optisches VerzögerungselementOptical delay element
- 1717
- Strahlabschwächer mit AntriebBeam attenuator with drive
- BB
- BehandlungsstrahlengangTreatment beam path
- C C
- BeleuchtungsstrahlengangIllumination beam path
- DD
- DetektionsstrahlengangDetection beam path
- RR
- OCT-ReferenzstrahlengangOCT reference beam path
- VV
- Zielvolumentarget volume
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 2009/0187386 A1 [0015] US 2009/0187386 A1 [0015]
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