CN114375188A - 定位装置 - Google Patents

Abstract

在眼科激光治疗中，对于治疗结果至关重要的是患者的眼睛相对于治疗系统精准地定位。本发明的目的在于，介绍一种定位装置的解决方案，该解决方案允许相对于患者眼睛的激光治疗系统的准确的定位。该目的通过定位装置来实现，定位装置具有第一采集单元和第二采集单元，采集单元提供来自不同的采集装置的采集数据；以及移动单元，用于基于控制指令移动眼睛相对于激光治疗系统的光学开口的相对位置；和控制单元，该控制单元被设置用于基于采集数据生成控制指令。此外，该目的还通过定位装置所实现，定位装置还具有用于显示采集数据的显示单元和用于输入输入数据的输入单元，其中，这里控制单元被构造用于基于采集数据和/或基于输入数据生成控制指令并且将控制指令提供给移动单元。最后，目的通过相应的定位方法来实现。

Description

定位装置

技术领域

本发明涉及用于眼科激光治疗系统的定位装置，该眼科激光治疗系统具有光学开口，该定位装置用于相对于光学开口定位眼睛。本发明还涉及眼科激光治疗系统。本发明最终涉及一种用于眼科激光治疗系统的定位装置的方法，该眼科激光治疗系统具有光学开口，该方法用于相对于光学开口定位患者的眼睛。

背景技术

在眼科激光治疗期间，通常将借助激光辐射以在眼睛组织中生成切片、或者消融或凝固眼睛组织的激光治疗装置与用于在治疗手术期间控制和监视不同工作步骤的观察装置组合。

这例如非常有利地在激光辅助的眼睛外科手术中用于矫正屈光不正或用于治疗其他眼睛疾病例如借助白内障外科手术治疗白内障。在例如“SMILE”医治、即通过小切口的微透镜提取(“Small Incision Lenticule Extraction”)的屈光不正矫正中、植入微透镜或在角膜的其他修复中，工作步骤的监视也是至关重要的，以便在必要时能够中断在角膜中做出切口。在眼睛组织中做出切口之后，在例如通过手术显微镜(也称作OPMI)观察的情况下，取出(或修复)微透镜或者导入植入体。

在准备眼科激光治疗时(特别是在应用飞秒激光时)重要的工作步骤是激光治疗系统对准眼睛甚至眼睛固定装置。通常，这在应用接触元件(例如接触镜片)的情况下实现，眼科激光治疗系统的操作者(手术者，助手或者普通使用者)必须使接触元件与患者眼睛接触。之后，相对于激光治疗系统固定眼睛。必要时，根据固定的眼睛到激光治疗系统的相对位置调整设备参数。然后使用者才能够开启治疗过程，使用者通常必须监视治疗过程的进展。

在DE 102005013949中，描述了用于医治人类眼睛的眼科激光治疗系统，该眼科激光治疗系统具有辐射源和设备以用于三维扫描(x，y，z)在眼睛处聚焦的激光辐射。在此，接触镜片位于眼睛的角膜上，接触镜片紧靠在眼睛的角膜处。在激光治疗系统的光路中布置有分束器，利用分束器将从来自眼睛的辐射束至少部分地偏转到具有目镜的镜筒(用于通过操作者进行直接的研究)或具有相机的镜头的方向上。这允许在眼睛被施加飞秒激光的光线(治疗)的同时对角膜进行共同观察。尽管所描述的布置允许监视治疗，相对于患者眼睛的激光治疗系统的定位以及将眼睛对接到接触镜片的控制仅通过与治疗光路轴向布置的共同观察装置来提供。

在WO 2016/058931中描述了眼科激光治疗系统，该眼科激光治疗系统具有(用于治疗的)激光系统和(用于检查的)手术显微镜，它们能够彼此连接。这里公开的布置还允许监视治疗，而不提供眼睛定位的控制。

其他激光治疗系统，如在DE 102005032946A1与US 10123696B2中所描述的激光治疗系统，仅允许利用相对于治疗光路轴向延伸的光路观察(和监视)眼睛。因此在DE102005032946A1中，同样的图像耦合在手术显微镜的双筒光路的两个部分中；在此，观察方向相对于治疗光路轴向延伸。在WO 2019/068866中公开了相机系统，该相机系统相对于治疗光路以观察角度在眼睛上对准，并且该相机系统同样仅能够用于在治疗期间(或者直接在将眼睛紧靠在接触元件之前)的观察。

所有这些系统不适用于实现眼睛相对于眼科激光治疗系统的定位。

发明内容

因此本发明的目的在于，消除现有技术的缺点并且提供用于眼科激光治疗系统的定位装置的解决方案，该解决方案允许激光治疗系统相对于患者眼睛的准确的、快速的、对使用者友好的、且直观的定位。

根据本发明，该目的通过独立权利要求的特征来实现。优选的改进方案和设计方案为从属权利要求的主题。

发明的第一方面涉及用于眼科激光治疗系统的定位装置，该眼科激光治疗系统具有光学开口，该定位装置用于相对于光学开口定位眼睛。

眼科激光治疗系统被构造用于，在通过使用者(运行者、手术者、操作者)应用时执行眼科治疗。在此，眼科治疗应被理解为在治疗时改变眼睛的组织的每一种治疗。特别地，眼科治疗包括相应的激光外科性手术，在外科性手术中，借助激光、优选借助脉冲的激光(例如飞秒激光或准分子激光)通过光破坏来切割眼睛的组织(例如微透镜(Lentikel)或瓣(Flap))、通过切除作用去除眼睛组织的区域或者通过凝固作用来彼此“粘合”眼睛组织或者通过激光辐射改变材料(即眼睛组织或植入体)的折射率。

经由眼科激光治疗系统的光学开口，能够例如从激光治疗系统射出激光源的光线并且在目标位置中或在目标位置附近定位眼睛时侵入到患者的眼睛中，以便在那里执行计划的治疗。光学开口还能够是治疗辐射的出射口(激光出射口)。经由眼科激光治疗系统的光学开口还能够将由眼睛反射或散射的光射入到激光治疗系统中并且在目标位置中或因此在目标位置附近进行合适的定位时实现眼睛的检查(或在“手动的”手术步骤如提取微透镜时实现对眼睛的观察)。光学开口还能够是检查辐射的入射口。

光学开口能够成型为接触元件或接触镜片。光学开口能够是手术显微镜的终端镜头。

根据本发明，定位装置还具有第一采集单元(也称作观察单元)，该第一采集单元被构造用于提供眼睛的来自第一采集方向(也称作观察角度)的第一采集数据(也称作观察数据)。此外，定位装置具有第二采集单元，该第二采集单元被构造用于提供眼睛的来自第二采集方向的第二采集数据。在此，第二采集方向与第一采集方向不同。采集单元的采集方向被理解为从采集单元指向能够采集采集数据的方向的矢量；该矢量指向采集单元的“视线方向”，优选地，眼睛的目标位置位于采集单元的视线方向中。在两个采集方向之间的角度优选不是180°。因此，两个采集单元允许在两个不同角度下观察眼睛，采集单元例如能够被设计为具有平面传感器和相机光学系统(也称作采集光学系统或观察光学系统)的相机。

采集单元优选是小的，即采集光学系统的可见的光学系统直径小于10mm，特别优选地小于5mm，和/或F编号大于2。此外，采集单元的传感器(例如电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS))优选地小于10mm×8mm，传感器像素小于3μm×3μm和/或传感器具有至少1900×2500像素。优选地，采集单元具有体积小于3cm×3cm×3cm。

定位装置还包括移动单元，该移动单元被构造用于，基于控制指令移动眼睛相对于光学开口的相对位置。在此，移动单元能够例如被构造用于移动光学开口。替换地或附加地，移动单元能够被构造用于，移动眼睛，例如通过移动患者所处的病床。优选地，实现在所有三个空间方向上的移动。经由控制指令控制移动的方向和速度。根据本发明，控制指令由控制单元提供，该控制单元同样是定位装置的一部分。控制单元能够是计算机，该计算机具有处理器和存储器。控制单元被构造用于，基于采集数据生成控制指令。这能够通过计算采集数据来实现(例如在计算单元中，计算单元为控制单元的一部分)。在此，经由来自两个不同的采集方向的平面的采集数据能够计算出眼睛相对于眼科激光治疗系统和眼科激光治疗系统的光学开口的位置。优选地，在计算眼睛的三维位置时，考虑采集单元以及采集单元的采集方向的相对位置(和/或例如还有放大或对焦位置)。在计算光学开口与眼睛之间的相对位置时，能够附加地考虑光学开口相对于采集单元的相对位置。由眼睛的相对于光学开口的测定的位置能够推导出对于移动单元所需的控制指令。

根据本发明的定位装置允许眼睛相对于眼科激光治疗系统的光学开口自动地定位。

定位还能够包括到接触镜片的对接。定位的结果能够由操作员验证；在此，该验证不必经由定位装置实现。在验证之后，操作者能够重复定位或者开始眼睛的治疗。

采集单元优选地与眼科激光治疗系统固定连接。眼科激光治疗系统具有位置固定的设备基座和相比之下(例如横向于x-y方向和/或在高度z上)可移动的设备头，因此采集单元优选地固定在设备头处。如果在设备头处固定(用于提供治疗辐射的)激光枢转臂或(用于检查检查辐射的)检查枢转臂，其中，它们都具有能够相对于设备基座运动(优选在z方向上，然而还能够在x-y方向上)的光学开口，则其他采集单元优选固定在枢转臂之一处，特别优选地固定在激光枢转臂处。因此，在激光枢转臂处的定位是优选的，因为眼睛相对于光学开口的准确的定位对于治疗明显比对于检查更关键。此外，采集光学系统优选地布置在光学开口的附近。

用于眼科激光治疗系统的替代性的定位装置(该眼睛激光治疗系统具有光学开口)为了相对于光学开口定位眼睛包括第一采集单元，其被构造用于提供眼睛的来自第一采集方向的第一采集数据。定位装置还具有第二采集单元，其被构造用于提供眼睛的来自第二采集方向的第二采集数据，其中，第二采集方向与第一采集方向不同。此外，定位装置包括移动单元，其被构造用于基于控制指令移动眼睛相对于光学开口的相对位置。在此，对于采集单元和移动单元的上述提及的描述也适用于替代性的定位装置。

附加地，定位装置具有用于显示眼睛的第一采集数据和第二采集数据的显示单元。对此，采集数据能够首先转换成显示数据。基于采集单元的不同的采集方向，操作者能够识别出在显示单元上的眼睛的三维位置，只要眼睛处于采集单元的视域(经常也称作物场)中。

优选地，显示单元处于操作者在治疗期间或在准备时(例如在将眼睛对接到接触镜片时)所占据的地点附近。有利地，显示单元位于视线方向上并且在操作者的假设的视距中。显示单元能够例如与激光枢转臂或与检查枢转臂连接。操作者还能够在显示单元上附加地显示用于控制激光治疗系统的信息或菜单。

定位装置还包括输入单元，该输入单元能够实现通过操作者输入输入数据。输入单元能够例如是一个或多个按钮、键盘、旋钮和/或滑块。输入单元还能够集成在显示单元中作为接触屏。优选是操纵杆，该操纵杆附加地能够具有一个或多个按钮。

此外，定位装置具有控制单元。该控制单元被构造用于基于采集数据提供控制指令(根据控制单元的上面提及的描述)。附加地或替代地，控制单元被构造用于基于输入单元的输入数据生成控制指令。输入数据还能够由控制单元转换成用于移动单元的控制指令；这优选地发生在计算单元中，该计算单元能够是控制单元的一部分。生成的控制指令能够提供给移动单元。控制单元能够是计算机，计算机具有处理器和存储器。

操作员能够利用这种定位装置识别在显示单元上的眼睛的位置并且经由输入单元手动地控制移动单元，并且因此眼科激光治疗系统的光学开口相对于眼睛对准。附加地或替代地，能够自动地执行定位。在显示单元上显示的采集数据能够由操作员用于监视定位过程和/或验证定位的结果。

在定位装置的有利的设计方案中，第一采集单元包括第一采集光学系统并且第二采集单元包括第二采集光学系统。在此，至少一个采集光学系统在物体侧、也就是说在眼睛处具有小于0.25(优选小于0.1，特别优选小于0.05)的数字孔径。以这种方式，在达到眼睛的目标位置之前(例如在角膜紧靠接触元件之前)，例如至接触元件的间距已经为100mm至200mm，眼睛已经被有利地清晰地成像或足够清晰地成像，从而使操作员能够开始定位和/或使得控制单元能够生成用于移动单元的控制指令。

典型地，眼科激光治疗系统具有光学系统。根据用于这种治疗系统的定位装置的设计方案，第一采集单元包括第一采集光学系统。在此，眼科激光治疗系统的光学系统的一部分和第一采集光学系统的一部分相同。

特别优选地，激光枢转臂的激光光学系统的一部分或检查枢转臂的检查光学系统的一部分与第一采集光学系统的一部分相同。也就是说，用于将激光源的激光光线引导进眼睛的激光枢转臂的光学系统的一部分也由第一采集单元的采集光学系统用于观察眼睛(或者检查枢转臂的光学系统的一部分)。共同使用的光学系统能够包括光学开口。第一采集单元的光路能够以相对于在激光枢转臂或在检查枢转臂中的光路小于20°的角度地构造。光路还能够同轴地构造。

为了实现紧凑的构造形式，第一采集光学系统有利地在传感器侧具有小的直径和大的F编号。

第一采集光学系统的成像比例优选地选择为，使得眼睛的整个医治区域或检查区域(例如在具体的定位的或对接的状态中直径约为10mm)清晰地成像。对此，采集光学系统能够被设计用于，使得采集光学系统的焦点与激光光学系统或检查光学系统的焦点相一致，例如在接触元件的精加工表面上或就在接触元件的精加工表面后(即在眼睛处)。

具有共同使用的光学系统的采集单元允许在眼睛上的“正视角”。该正视角特别适用于实现眼睛相对于光学开口的居中。同时，其允许在手术(OP)期间观察医治的进程。

典型地，在共同使用的光学系统中，采集单元的光路经由分束器与激光光学系统或检查光学系统的光路分开(或结合)。分束器能够作为分束立方体成型。如果第一采集光学系统附加地在物体侧具有小的数字孔径(如上所述)，则分束器能够有利地成型作为倾斜地在光路中定向的平板。在此，再次有利地使采集单元的光路透射并且使激光光学系统或检查光学系统的光路反射。通过在眼睛的一侧上的小的数字孔径，采集单元的成像保持高质量。平板的应用节省了成本且尤其是重量。

在所述的设计方案的特别有利的改进方案中，第一采集光学系统构造为，使得观察的区域的视域随与第一采集光学系统的增长的间距以恒定的视域尺寸或更大的视域尺寸成像。

恒定的视域尺寸(通常也称作物场尺寸)能够通过使得采集光学系统在物体侧远心地设计来实现。这表明，例如对于从光学开口到接触元件的从100mm至200mm的间距，观察区域以10mm直径的尺寸成像。观察区域的较大的视域尺寸能够通过偏离采集光学系统的物体侧的远心度来实现，从而使观察区域在增大的间距的情况下被放大并且能够看到眼睛或患者头部的更大的部分。这种放大是有利的，因为它实现了更大的“捕捉区域”；即在眼睛的目标位置相对于光学开口有很大的偏差的情况下，眼睛也处于采集单元的视域中。

用于提供正视角的第一采集单元的所述的实施方案还适用于，在激光治疗期间观察眼睛进而监视治疗。因此，该实施方案的应用不限于定位的过程。

不提供“正视角”的采集单元还能够具有采集光学系统，该采集光学系统被构造用于，使得观察区域的视域随与第一采集光学系统的增大的间距以恒定的视域尺寸或更大的视域尺寸成像。这也实现了“捕捉区”的改进。

根据定位装置的设计方案，采集单元在聚焦平面中具有至少为30mm×30mm的视域尺寸，优选至少为40mm×40mm，特别优选至少为50mm×50mm；也就是说，这种尺寸的处于聚焦平面中的物体清晰地成像到采集单元的传感器上。采集单元(或采集单元的采集光学系统)的聚焦平面优选地处于眼睛的目标位置中(或目标位置附近)。即使医治区域或检查区域仅具有大约10mm直径，如果眼睛并未处于它的目标位置中，根据本发明的较大的视域尺寸仍实现了眼睛的识别，因为视域还包括患者头部的围绕眼睛的结构。以这种方式“捕捉区”能够有利地经由上述解决方案进一步得到改进。

在定位装置的设计方案中，第一采集方向和第二采集方向彼此具有的角度为90°±30°，优选为90°±10°，特别优选为90°±5°。

换句话说，由眼睛从两个采集单元提供来自空间中的两个方向的采集数据，这两个方向彼此具有的角度大约为90°。与小角度相比，通过该角度能够准确地确定眼睛的位置，

优选地，至少一个采集方向对应于移动单元的运动方向。此外优选地，采集方向尽可能平行于从激光枢转臂的光学系统引导到眼睛的激光光线的方向。特别优选地，具有该采集方向的采集单元具有采集光学系统，其中，眼科激光治疗系统的光学系统的一部分和第一采集光学系统的一部分相同。

第一采集方向能够例如是正视角，该正视角特别良好地实现了眼睛对于光学开口的居中。第二采集方向能够是在眼睛上的侧视角。这特别良好地实现了在眼睛与光学开口之间的接近。有利地，侧视角在聚焦平面中具有大的视域尺寸(如上所述)，以便能够检测围绕眼睛的患者头部的部分(例如眼圈、额头和鼻子)。在正视角期间能够实现精准的居中，侧视角允许光学开口相对眼睛的准确的(轴向)接近(特别地，当实现大的捕捉区时)。

根据另外的设计方案，定位装置具有第三采集单元，该第三采集单元被构造用于提供来自第三采集方向的第三采集数据，其中，第三采集方向与第一采集方向和第二采集方向不同。

对此，第三采集单元(或相对于眼睛的目标位置的第三采集单元的采集角度)能够形成直角坐标系。然而，第三采集单元还能够彼此具有较小的角度。例如，如果第三采集单元布置在由两个其他采集单元与患者眼睛的目标位置撑开的平面之外，就足够了，以便改进在控制单元中(或者必要时在包括其中的计算单元中)眼睛相对于的光学开口的位置的计算。第三采集数据同样能够由必要时存在的显示单元显示。

优选地，第三采集单元在聚焦平面中还具有大的视域尺寸。如果两个采集单元被设计成具有大的视域尺寸，则进一步改进了用于定位的“捕捉区”。

在定位装置的优选的变体方案中，第三采集方向和第一采集方向彼此具有大于10°并小于90°的角度，优选在20°与70°之间，特别优选在30°与60°之间。

一方面，经由根据本发明的角度确保了，使得采集单元能够“看见”眼睛：因为患者的眼睛位于眼圈中，其不能从任意的方向被看到。除了正视角(例如经由第一采集单元实现)和侧视角(例如经由第二采集单元)相对于两个采集方向垂直的第三采集方向不允许对眼睛的自由注视，从而所谓的角度应小于90°。另一方面，经由根据本发明的角度实现了在眼睛与光学开口之间的相对位置的计算的改进，因为相对于第一采集方向，第三采集方向相对眼睛提供了新的、独立的“视线方向”。因为操作者对患者眼睛的直接注视能够被眼科激光治疗系统的一部分遮盖住，如果光学开口和眼睛对于治疗彼此(接近)良好地定位，则第三采集单元优选地定位在激光治疗系统处，使得采集数据在(即具有采集方向的)观察角度下被采集，该采集数据对应于操作者相对眼睛的直接的、未调整的注视。这经由所谓的角度区域所确保。因此，第三采集单元能够实现在眼睛上的所谓的“俯视角”。优选地，采集数据也显示在必要时存在的显示单元上。

优选地，第三采集方向和第二采集方向彼此具有角度为90°±30°，优选为90°±10°，特别优选为90°±5°。

在另外的设计方案中，定位装置具有第四采集单元，第四采集单元被构造用于提供来自第四采集方向的第四采集数据。在此，第四采集方向与第一采集方向、第二采集方向和第三采集方向不同。特别地，第四采集方向与第一采集方向、第二采集方向或第三采集方向具有的角度为180°±30°，优选为180°±10°，特别优选为180°±5°。

如果例如第二采集单元能够实现第一只(例如右边的)眼睛的侧视角，则第四采集单元能够例如实现第二只(例如左边的)眼睛的侧视角，而对眼睛的侧向注视不被例如患者的鼻子或头部的其他部位限制。

如果采集数据被两个或多个采集单元显示，则当不显示整个采集数据，而是仅分别显示采集数据的图像片段(所谓的“感兴趣的区域(region of interest)”，ROI)时，这是有利的。ROI能够例如由计算单元被选择为，使得所显示的采集数据包括眼睛。提供正视角的第一采集单元的ROI特别有利地具有矩形、正方形(例如900×900像素)的形状或者圆形形状，并且提供侧视角或俯视角的第二采集单元或第三采集单元的ROI具有矩形形状(例如700×450像素)。ROI能够实时(优选在图像采集与显示之间有小于0.5秒的延迟)转换成常见的视频格式(例如在计算单元中)并且由显示单元示出。随后得到的视频例如具有的最小尺寸为1600×900像素。

在定位装置的另外的设计方案中，控制单元具有计算单元，该计算单元被构造用于计算采集单元的具有针对显示数据的目标标志的采集数据。控制单元能够提供显示数据。

目标标志能够是标记，该标记示出了眼睛相对于光学开口(例如接触镜片)的目标位置。该标记能够作为一条线、十字、圆或作为其他符号成型。标记还能够是接触镜片(必要时整个邻接的光学系统)的(非写实的)显示。该目标标志能够在计算单元中叠加在采集数据上并且共同转换成显示数据，显示数据示出在显示单元上。目标标志优选地显示为，使得目标标志相对于显示的采集数据具有良好的对比度(例如明亮度和/或颜色)。

对于目标标志与采集数据的叠加，采集数据的图像内容能够由计算单元来评估，以便在数据中识别例如眼睛、眼睛的一部分如虹膜或瞳孔和/或眼科激光治疗系统的一部分如光学开口(或接触镜片)。

目标标志在显示单元上的显示能够改进眼睛相对于光学开口的定位，因为操作者得到了手动控制移动单元的视觉支持。

对此，控制单元能够被构造用于基于采集数据计算移动数据，该移动数据例如显示了移动方向或移动路径。移动数据还能够显示在显示单元上，例如作为标记移动方向或移动路径的箭头，优选地与采集数据的叠加。以这种方式，能够向使用者示出使用者应如何(经由输入单元)控制移动单元。

在另外的设计方案中，定位装置具有照明单元，该照明单元被构造用于向眼睛施加照明光线。

借助照明单元能够改进采集数据的质量，从而能够由操作者或控制单元生成用于具有较高精度的移动单元的控制指令。

照明单元能够例如经由光学开口(例如经由接触镜片)引导照明光线。这能够特别地改进正视角的图像质量。照明单元还能够是“平面的”照明装置，该照明装置固定在光学开口附近(例如在激光枢转臂处或在检查枢转臂处)；这能够改进俯视角的图像质量。还能够是安置在采集单元附近的照明装置，以便从那里向眼睛(并且向头部的周围部分)施加照明光线。还能够是暗视场照明装置。照明光线能够例如是可见光(VIS)或红外光(IR)。

根据定位装置的另外的设计方案，控制单元具有计算单元，该计算单元被构造用于在应用采集数据的情况下执行以下的计算：患者的面部识别、患者左眼或右眼的识别、患者的运动的检测、条形码的读取。

为了执行所谓的计算，计算单元包括相应的程序，该程序分析采集数据并且提供结果。

借助面部识别能够有利地检查患者的身份。以这种方式能够避免通过错误的患者数据导致的错误。

患者的右眼或左眼的识别确保，光学开口在应当被治疗的眼睛前方定位，这里，大的视域尺寸是特别有利的，因为(优选在“俯视角”中的)包括患者鼻子的采集数据简化了眼睛的区分。这同样用于避免错误。

如果识别到了错误，能够输出警报。

使用采集数据(例如来自侧视角和/或俯视角的采集数据)对于读取条形码或其他编码允许例如识别在接触元件上的序列号(或者所属的包装，例如数据矩阵编码)。这还用于通过避免错误来改进激光治疗的质量。在这种情况下，采集单元的采集光学系统的大景深、大的视域尺寸和/或数字变焦(数字变焦只有通过传感器的高像素值才能实现)是有利的。

除了优选地能够在眼睛定位之前执行的计算，还能够在激光治疗期间监视患者运动。由此，同样能够生成警报信号、中断信号或触发治疗的中断。附加地，患者的舒适度能够(首先)在激光治疗期间探测，该激光治疗要求患者的合作和配合(例如注视固定灯)。

对于所谓的计算，优选地应用俯视角和/或侧视角的采集数据。相应的采集单元对此优选地在其聚焦平面中具有大的视域尺寸。因为根据现有技术的解决方案仅提供仅对于患者眼睛本身、即小的视域尺寸的正视角中的采集数据，根据本发明的解决方案在这里能够产生特别的增值。

定位装置能够具有多个显示单元。例如，能够在操作者定位和/或在治疗期间占据的地点旁边安置另外的显示单元，该显示单元为助手示出显示数据，从而使助手能够监视/观察该定位(和治疗)。

定位装置还能够具有带有扬声器的显示单元。除了视觉显示采集数据以外，该显示数据还能够具有声音数据(广播信号)。声音数据能够是命令或警报。这种广播数据的生成能够在计算单元中实现。

定位装置的控制单元优选地具有到采集单元、显示单元、输入单元、移动单元和/或照明单元的接口。经由该接口(该接口还能够具有与仅一个或少量单元通信的子接口)能够在定位装置的单元之间实现数据交换。控制单元还能够具有到眼科激光治疗系统的接口。经由该接口能够交换信息，例如患者数据和医治数据(或警报、状态报告)。这些信息能够(例如在计算单元中)添加显示数据。

根据定位装置的优选的设计方案，控制单元具有数据接口。此外，控制单元被构造用于创建并且经由数据接口提供数据流。在此，数据流包括采集数据和/或显示数据。接口能够与存储单元连接，存储单元能够是定位装置的一部分。附加地或替代地，接口能够与眼科激光治疗系统连接，从而在那里数据流能够进一步被处理或者存储在存储单元中。

有利地，数据流包括其他数据如控制指令、输入数据、照明单元或者眼科激光治疗系统的信息(例如治疗激光的参数或患者数据)、移动数据和/或来自采集数据的另外的计算。如果激光治疗系统或定位装置具有用于采集麦克风数据的麦克风(例如采集在治疗之前或在治疗期间的谈话)，则该麦克风数据同样能够是数据流的一部分。

利用数据流(和优选地利用数据流的存储器)操作员能够记录治疗。(存储的)数据流能够因此用作为手术的报告书。在此，数据流优选地不仅包括治疗手术的准备(如眼睛的定位或对接触镜片的对接)，而且包括整个执行过程。对此，能够在数据流中的数据具有时间戳。

本发明的第二方面涉及眼科激光治疗系统，该眼科激光治疗系统具有光学开口。根据本发明，激光治疗系统具有根据上述实施方案之一的定位装置。

第三方面涉及用于眼科激光治疗系统的定位装置的方法，该眼科激光治疗系统具有光学开口，该方法用于相对于激光开口定位患者的眼睛。定位装置具有第一采集单元以及第二采集单元，该采集单元被构造用于，提供眼睛的来自第一采集方向的第一采集数据，第二采集单元被构造用于提供眼睛的来自第二采集方向的第二采集数据。在此，第二采集方向与第一采集方向不同。定位装置还包括移动单元和控制单元，该移动单元被构造用于基于控制指令移动眼睛相对于光学开口的相对位置。根据本发明的方法具有下面的步骤：

-接收第一采集数据和第二采集数据，

-计算在控制指令中的采集数据，并且

-将控制指令导出至移动单元。

对于眼科激光治疗系统的定位装置的替代的方法用于相对于光学开口定位患者的眼睛，其中，眼科激光治疗系统具有光学开口。定位装置具有第一采集单元以及第二采集单元，该第一采集单元被构造用于提供眼睛的来自第一采集方向的第一采集数据，第二采集单元被构造用于提供眼睛的来自第二采集方向的第二采集数据。在此，第二采集方向与第一采集方向不同。定位装置还包括用于显示眼睛的第一采集数据和第二采集数据的显示单元和移动单元，移动单元被构造用于基于控制指令移动眼睛相对于光学开口的相对位置。此外，定位装置具有输入单元和控制单元，该输入单元被构造用于实现输入数据的输入。根据本发明的方法包括下面的步骤：

-接收第一采集数据和第二采集数据，

-在显示单元上显示采集数据，

-接收输入数据，

-计算控制指令中的输入数据，并且

-将控制指令导出至移动单元。

应注意的是，所述方法在眼睛的真正的治疗之前执行；方法仅用于准备治疗且不是治疗的一部分。

不言而喻的是，上面提及的且在下面待阐述的特征并不仅限于提到的组合，而是还能够应用于其他组合或单独使用，而不脱离本发明的保护范围。

附图说明

下面，例如基于所附附图详细阐述本发明。这些附图公开了对发明至关重要的特征。

附图示出：

图1示出了具有定位装置的示例性的眼科激光治疗系统的示意图；

图2示出了在显示单元上的采集数据的显示的示意图；

图3a，图3b，图3c示出了采集单元的采集光学系统的实施例的截面图；

图4示出了定位装置的实施例的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了示例性的眼科激光治疗系统50的示意图。

眼科激光治疗系统50的实例由设备基座2和在能够设备基座2上在底部平面之上的高度上、即在z方向上和在基座所处位置的平面中、即在x方向和y方向上调整的设备头1组成。设备头1包括用于执行激光治疗所必需的激光光学系统的第一部分。设备头1在所示出的实例中还包括用于生成相应脉冲的激光辐射所必需的激光源，该激光源在这里是飞秒激光源。

激光光学系统的第二部分处于激光枢转臂3中。该激光枢转臂能够围绕水平轴(未示出)由原始位置(在原始位置中，激光枢转臂约为垂直向上地突起)布置到工作位置(在工作位置中，激光枢转臂约为水平地布置在设备头1处，即约平行于底部平面)中，以及又枢转回去。因此，激光枢转臂3能够为了对患者眼睛进行激光治疗而在患者上方枢转。然而在步骤中(在该步骤中并不需要激光枢转臂3)，激光枢转臂能够复位到原始位置，以便使在工作位置上方的空间用于其他目的。光学开口、即激光出射口位于激光枢转臂3处，(当激光枢转臂3如在图1中所示处于工作位置中时)治疗激光辐射从光学开口被引导到患者的眼睛中的治疗位置。激光出射口在激光枢转臂3内部能移动地布置。

定位装置的第一采集单元被构造为相机11，该采集单元位于激光枢转臂3处。该采集单元具有到患者眼睛光学光路，该光学光路部分与治疗辐射的光路相同。也就是说，在激光枢转臂3中的激光光学系统的一部分与相机11的采集光学系统的光学系统的一部分相同。接触镜片(未示出)是共同使用的光学系统的一部分。相机11允许对在“正视角”中的患者眼睛的采集数据进行采集。定位装置具有其他的相机9，19(第二采集单元和第三采集单元)。这些相机被构造用于，在采集方向上生成患者的采集数据，也就是说生成患者眼睛以及眼睛周围的头部部分的采集数据，该采集方向偏离相机11的采集方向。附加地，相机9和19的采集方向也不同。相机9允许患者眼睛的“侧视角”；在相机11与9之间的采集方向彼此具有的角度约为90°(相对眼睛的目标位置)。相机19允许对患者和患者眼睛“俯视角”。在第二采集单元(相机9)与第三采集单元(相机19)的采集方向之间的角度同样约为90°。在第一采集单元(相机11)与第三采集单元(相机19)的采集方向之间的角度约为55°。相机11，9和19张开了一坐标系，以该坐标系能够三维地检测头部和患者眼睛。基于相机11和相机9的布置，已经能够经由两个相机检测眼睛的三维位置；在应用相机19的采集数据时，眼睛位置的确定变得更准确或对于想要执行手动定位的使用者更直观。

移动单元(这里为患者病床40的一部分)被构造用于，相对于设备基座2控制设备头部1的移动。此外，移动单元允许在激光枢转臂3处的激光出射口的移动。以这种方式，激光出射口能够相对于患者眼睛在所有三个空间维度上移动。

输入单元20被构造为操纵杆。该操纵杆位于激光枢转臂3处。经由操纵杆，操作者能够生成输入数据(通过运动操纵杆或触发位于其处的开关或调节器)，输入数据在控制单元处(未示出)导出并且由输入数据(在计算单元中，未示出)转换成控制指令。控制指令再次在移动单元处导出。(具有计算单元的)控制单元位于实例中的设备头1中。

定位装置的显示单元被构造为监控器并且同样固定在激光枢转臂3处。显示单元经由转动轴(未示出)与激光枢转臂3连接，以便确保对于静止位置和工作位置的监控器12的水平的对准。监控器12被构造为触摸屏；输入单元20进而能够集成在显示单元中。

定位装置附加地包括另外的显示单元22，这些显示单元侧面固定在设备头1处。当监控器12处于对外科医生(操作者)来说符合人体工程学的位置时，则放置监控器22，使得对于治疗的其他观察者来说能够良好地注视监控器。

显示单元12，22示出了针对患者眼睛的正视角30、侧视角32和俯视角34的相机11，9和19的采集数据。

激光治疗系统50还具有独立的检查枢转臂14，该检查枢转臂能够经由枢转轴(未示出)运动。检查枢转臂14同样能够在静止位置与工作位置之间来回枢转。利用检查枢转臂14经由能转动的轴(未示出)连接手术显微镜15。枢转轴和能转动的轴被设计为，使得在工作位置中的手术显微镜15的工作地点与治疗位置相一致。替代地或附加地，除了在激光枢转臂3处安置第一采集单元11，还能够将采集单元固定在检查枢转臂14处。在此，采集单元能够例如被构造为，使得采集单元具有到患者眼睛的光学光路，该光学光路部分地与检查辐射的光路相同。也就是说，在检查枢转臂14中的检查光学系统的一部分与相机的采集光学系统的光学系统的一部分相同。相机的采集数据同样能够在从患者眼睛上方的激光枢转臂3变换到患者眼睛上方的检查枢转臂14(检查枢转臂14位于工作位置，激光枢转臂3位于原始位置)之后显示在显示单元12，22上和/或存储在存储单元中以用于记录。记录的存储的数据还能够具有视频信号、麦克风数据或患者数据和医治数据。在显示单元12，22上显示的采集数据能够据此选择为，哪个枢转臂位于其工作位置中。优选地，仅与相应的枢转臂连结的采集单元的采集数据以正视角的方式示出，该枢转臂刚好位于其工作位置中。

需要注意的是，根据本发明的定位装置并不受限于具有激光枢转臂3和检查枢转臂14的眼科激光治疗系统50的应用。确切地说，在激光治疗系统50中的使用同样是可行的和有利的，该激光治疗系统具有激光枢转臂3，该激光枢转臂虽然能够定位，但不能移动到原始位置，和/或该激光治疗系统不具有检查枢转臂14。

在图2中示出了在显示单元12，22上的采集数据的显示的示意图。根据本发明，使用显示单元12和22，以便在相对于光学开口(例如激光出射口和/或接触镜片)定位患者眼睛期间，为操作者示出利用相机19获得的俯视角34，利用相机9的生成侧视角32和利用相机11生成的通过接触镜片对患者眼睛进行观察的正视角30。相机19和其图像34在监控器12上的展示提高了外科医生的人体工程学，因为患者在手术(OP)期间部分地被包括激光光学系统的激光枢转臂3遮盖，有利地，还在眼睛的定位后示出采集数据(例如俯视角)，例如用于监视治疗。

所显示的采集数据叠加有目标标志38。借助目标标志38能够改进眼睛相对于光学开口的定位。特别地，操作者快速且直观地看出，他在哪个方向上必须运动/控制操纵杆20，进而使患者眼睛到达其目标位置。

附加地，在显示单元12，22上显示信息数据36。这些信息数据由控制单元的激光治疗系统经由接口提供。此外，警报的输出也是可行的，该警报由激光治疗系统或控制单元(或计算单元)所提供。

在图3a，图3b，图3c中示出了采集单元100的采集光学系统的截面图。在此，存在采集单元100，该采集单元具有采集光学系统，该采集光学系统部分地与眼科激光治疗系统的激光光学系统相同。示出眼睛170、具有用于激光医治的接触元件160的镜头150、分束器140和具有光圈130的相机镜头120以及传感器110(CCD探测器或CMOS探测器)。在此，接触元件160、镜头150和分束器140被激光光学系统和采集光学系统共同使用。采集光学系统的光学设计由此示出，使得其具有小的数字孔径，以便保证高的景深。以这种方式，眼睛170已经在距离接触元件160以100mm至200mm的间距中清晰地成像，使得能够实现眼睛170的居中。光学元件的自由直径以及成像比例被选择为，使得(在作为眼睛的目标位置的接触元件160处)清晰地成像具有10mm直径的视域。

在图3a中，从传感器110到接触元件160的辐射路径被构造为，使得对于100mm至250mm的间距，10mm直径的区域还同样大小地成像。对此，光圈130定位为，使得保证物体侧的远心度。这通过用于待成像区域中心的辐射束190(实线)和用于待成像区域的边缘区域的辐射束192(虚线)来说明。在图3a中辐射束190和192平行延伸，并且他们的间距不改变。

对此，在图3b中显示有利的变体方案。这里设计了光学设计，使得成像区域的视域在与接触元件160较大的间距的情况下变大，从而使眼睛或患者头部的更大的部分在相机传感器110上成像。当眼睛170和接触元件160仍彼此位于大的间距中时，这允许在定位开始时对于眼睛的改进的“捕捉”。这通过在待成像区域的中心的辐射束190(实线)、通过在边缘区域的辐射束192(虚线)以及通过在待成像区域的中间区域的辐射束194(点划线)来说明。在辐射束190，192与194之间的间距随到接触元件160的间距而增长。

接触元件160能够作为平面或弯曲的(如这里所示)接触镜片而成型。远心度(或与其的偏离度)经由在镜头150与相机镜头120或其光圈130之间的间距来确定。

采集单元和激光光学系统的光路在分束器140中结合。分束器在图3a，图3b，图3c中被构造为分束器立方体。然而，作为分布板的实施方式也是可行的。

在图3c中将共同使用的光学系统的治疗辐射180的辐射路径表示为虚线，以进行说明。在此，眼睛170位于眼睛的目标位置；眼睛与接触元件160接触。

在图4中示出了定位装置200的实施例的示意图。定位装置200具有采集单元210、第二采集单元220、显示单元230和移动单元240。定位装置200的实施例还包括输入单元260、照明单元270以及存储单元280。单元与控制单元250的数据交换经由接口(作为在控制单元处的方框示出)实现。在此，经由线缆实现数据交换；数据交换也能够无线缆地进行。此外，设置接口以用于与激光治疗系统50(经由导线示出，该导线离开借助于虚线示出的定位装置200)交换数据。控制单元250具有计算单元255，计算单元允许进行移动数据的计算。

在此，本发明的上面提及的和在不同的实施例中所述的特征不仅在所给出的示例性组合中可用，而还在其他组合中或单独可用，而不脱离本发明的保护范围。

设备的涉及方法特征的描述类似地适用于涉及这些特征的相应方法，而方法特征表示所描述的设备的相应功能性特征。

Claims (16)

1.一种用于眼科激光治疗系统(50)的定位装置(200)，所述眼科激光治疗系统具有光学开口，所述定位装置用于相对于所述光学开口定位患者的眼睛(170)，其中，所述定位装置(200)包括：

-第一采集单元(11，100，210)，所述第一采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第一采集方向的第一采集数据；

-第二采集单元(9，100，220)，所述第二采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第二采集方向的第二采集数据，

其中，所述第二采集方向与所述第一采集方向不同；

-移动单元(240)，所述移动单元被构造用于基于控制指令移动眼睛(170)相对于所述光学开口的相对位置；和

-控制单元，所述控制单元被构造用于基于采集数据生成控制指令并且将所述控制指令提供给所述移动单元(240)。

2.一种用于眼科激光治疗系统(50)的定位装置(200)，所述眼科激光治疗系统具有光学开口，所述定位装置用于相对于所述光学开口定位患者的眼睛(170)，其中，所述定位装置(200)具有：

-第一采集单元(11，100，210)，所述第一采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第一采集方向的第一采集数据；

-第二采集单元(9，100，220)，所述第二采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第二采集方向的第二采集数据，

其中，所述第二采集方向与所述第一采集方向不同；

-显示单元(12，22，230)，用于显示眼睛(170)的所述第一采集数据和所述第二采集数据；

-移动单元(240)，所述移动单元被构造用于基于控制指令移动眼睛(170)相对于所述光学开口的相对位置；

-输入单元(20，260)，所述输入单元被构造用于实现输入数据的输入；和

-控制单元(250)，所述控制单元被构造用于基于采集数据和/或基于输入数据生成控制指令，并且将所述控制指令提供给所述移动单元(240)。

3.根据权利要求1或2所述的定位装置(200)，其特征在于，所述第一采集单元(11，100，210)包括第一采集光学系统并且所述第二采集单元(9，100，220)包括第二采集光学系统，其中，至少一个所述采集光学系统在物体侧具有小于0.25的数字孔径，优选地小于0.1的数字孔径，特别优选地小于0.05的数字孔径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定位装置(300)，其中，所述眼科激光治疗系统(50)具有光学系统，其特征在于，所述第一采集单元(11，100，210)包括第一采集光学系统，其中，所述眼科激光治疗系统(50)的所述光学系统的一部分与所述第一采集光学系统的一部分一致。

5.根据权利要求3或4所述的定位装置(200)，其特征在于，所述第一采集光学系统被构造用于，使得观察区域的视域随距所述第一采集光学系统的间距增大而以恒定的视域尺寸或更大的视域尺寸成像。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，采集单元在聚焦平面上具有至少30mm×30mm的视域尺寸，优选至少40mm×40mm的视域尺寸，特别优选至少50mm×50mm的视域尺寸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，所述第一采集方向和所述第二采集方向彼此具有90°±30°的角度，优选90°±10°的角度，特别优选90°±5°的角度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，所述定位装置(200)具有第三采集单元(100)，所述第三采集单元被构造用于提供来自第三采集方向的第三采集数据，其中，所述第三采集方向与所述第一采集方向和所述第二采集方向不同。

9.根据权利要求8所述的定位装置(200)，其特征在于，所述第三采集方向和所述第一采集方向彼此具有在10°与90°之间的角度，优选在20°与70°之间，特别优选在30°与60°之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，所述控制单元(250)具有计算单元(255)，所述计算单元被构造用于计算采集单元(100，210，220)的具有针对显示数据的目标标志(38)的采集数据，并且使得所述控制单元(250)提供所述显示数据。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，所述定位装置(200)具有照明单元(270)，所述照明单元被构造用于将照明光施加给眼睛(170)。

12.根据前述权利要求1至11中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，所述控制单元(250)具有计算单元(255)，所述计算单元被构造用于通过应用所述采集数据执行下述计算中的一个计算：

-识别患者的脸部，

-识别患者的右眼或左眼(170)，

-读取条形码，

-检测患者的运动。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的定位装置(200)，其特征在于，所述控制单元(255)具有数据接口并且使得所述控制单元被构造用于创建数据流，所述数据流包括采集数据和/或显示数据，并且经由所述数据接口提供所述数据流。

14.一种眼科激光治疗系统(50)，所述眼科激光治疗系统具有光学开口并且所述眼科激光治疗系统具有根据权利要求1至13中任一项所述的定位装置(200)。

15.一种用于眼科激光治疗系统(50)的定位装置(200)的方法，所述眼科激光治疗系统具有光学开口，所述定位装置用于相对于所述光学开口定位患者的眼睛(170)，其中，所述定位装置(200)具有：

-第一采集单元(11，100，210)，所述第一采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第一采集方向的第一采集数据；

-第二采集单元(9，100，220)，所述第二采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第二采集方向的第二采集数据，

其中，所述第二采集方向与所述第一采集方向不同；

-移动单元(240)，所述移动单元被构造用于基于控制指令移动眼睛(170)相对于所述光学开口的相对位置；和

-控制单元(250)；

并且其中，所述方法包括下述步骤：

-接收第一采集数据和第二采集数据，

-计算控制指令中的采集数据，并且

-将所述控制指令导出至所述移动单元(240)处。

16.一种用于眼科激光治疗系统(50)的定位装置(200)的方法，所述眼科激光治疗系统具有光学开口，所述定位装置用于相对于所述光学开口定位患者的眼睛(170)，其中，所述定位装置(200)具有：

-第一采集单元(11，100，210)，所述第一采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第一采集方向的第一采集数据；

-第二采集单元(9，100，220)，所述第二采集单元被构造用于提供眼睛(170)的来自第二采集方向的第二采集数据，

其中，所述第二采集方向与所述第一采集方向不同；

-显示单元(12，22，230)，以用于显示眼睛(170)的所述第一采集数据和所述第二采集数据；

-移动单元(240)，所述移动单元被构造用于基于控制指令移动眼睛(170)相对于所述光学开口的相对位置；

-输入单元(20，260)，所述输入单元被构造用于实现输入数据的输入；和

-控制单元(250)；

并且其中，所述方法包括下述步骤：

-接收第一采集数据和第二采集数据，

-在所述显示单元(12，22，230)上显示采集数据，

-接收输入数据，

-计算控制指令中的输入数据，并且

-将所述控制指令导出至所述移动单元(240)。

Images