CN114617708A - 眼科手术激光器的控制方法及治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于控制治疗设备(10)的眼科手术激光器(12)的方法，用于将具有预定后界面(24)和预定前界面(26)的体积体(14)与人或动物角膜(16)分离。该方法包括：通过所述治疗设备(10)的控制装置(18)控制所述激光器(12)，使得它以预定模式以发射序列向角膜(16)中发射脉冲激光脉冲，其中要分离的体积体(14)的界面由所述预定模式限定，并且所述界面是通过产生多个空化气泡使得单个激光脉冲与所述角膜(16)的相互作用而生成的，其中所述前界面(26)的径向弧长和所述后界面(24)的径向弧长通过所述界面中的一个界面中的至少一个凹痕(28)产生为在所有径向上具有相等长度。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制用于将具有预定后界面和预定前界面的体积体与人或动物角膜分离的治疗设备的眼科手术激光器的方法。此外，本发明涉及具有控制装置的治疗设备、计算机程序以及计算机可读介质。
背景技术
角膜内的混浊和疤痕可能由炎症、损伤或原生疾病引起，会损害视力。尤其是在角膜的这些病理性和/或非自然改变区域位于眼睛的视轴中的情况下，清晰的视力受到相当大的干扰。视觉障碍也经常发生，这会导致视力受到很大限制，例如远视或近视。为此，现有技术中给出了借助于相应的治疗设备的不同的激光方法，可以将体积体与角膜分离，从而改善患者的视力。这种激光方法尤其是侵入性手术，因此如果手术在尽可能短的时间内以特别有效的程度进行，则对患者来说是特别有利的。
在从角膜移除体积体，特别是微透镜时，通常限定后界面和前界面，它们一起形成体积体。其中，由于计划的治疗，可能会出现界面的弧长长度不同的情况，从而在移除体积体后在治疗的角膜中会出现皱纹、叠加以及应力，由此可以发生治疗后的角膜恢复时间更长的情况。
发明概述
本发明的目的是提供方法、治疗设备、计算机程序以及计算机可读介质，通过它们可以以改进的方式进行角膜治疗。
该目的通过根据独立权利要求的方法、治疗设备、控制装置、计算机程序以及计算机可读介质来解决。在相应的从属权利要求中详细说明了具有本发明的便利发展的有利配置，其中该方法的有利配置被视为治疗设备、控制装置、计算机程序和计算机可读介质的有利配置，反之亦然。
本发明的第一方面涉及用于控制用于将具有预定后界面和预定前界面的体积体与人或动物角膜分离的治疗设备的眼科手术激光器的方法。借助治疗设备的控制装置控制激光器，使得它以预定模式以发射序列将脉冲激光脉冲发射到角膜中，其中待分离的体积体的界面由预定模式限定，界面是通过产生多个空化气泡而使单个激光脉冲与角膜相互作用而产生的，其中产生前界面的径向弧长和后界面的径向弧长通过在界面之一中的至少一个凹痕在所有径向方向上具有相等的长度。
换言之，眼科手术激光器被控制为使得在眼睛的径向方向上观察的前界面和后界面的弧长具有相等的长度。在此，为了延长较短的弧长，可以在两个界面之一中产生凹痕，其中相应界面的长度可以通过由凹痕产生的附加路径来调整。因此，出现了同样长的弧长。相对于由空化气泡产生的相应界面的进展的偏差，特别是伸长率，是指压痕，其中伸长率优选地通过曲线进展的变化在两个界面之一的部分区域中产生。特别地，两个界面之一的曲线进展可以具有凹痕或凸起或凹槽，其基本上在光轴的方向上凸出，优选地从患者的方向看是凹入凸起，其中界面的凸起从患者的方向看，通常是凸面的。优选地，凹痕可以布置在角膜中，使得两个界面在所有径向方向上的长度相等。通过本发明，产生的优点是可以补偿由不同长度的界面引起的皱纹和叠加，这避免了角膜中的意外应力。因此，可以实现更温和的治疗，并且角膜，特别是上皮组织，在治疗后还必须不太严重地适应新的情况，这总体上导致治疗的改善。
本发明还包括通过其产生附加优点的配置。
在一种有利的构造形式中规定，至少一个凹痕在体积体的径向观察的外部部分处产生，尤其以径向环绕的方式产生。换言之，可以在体积体的外部围绕体积体的中心点旋转对称地产生凹痕。因此，凹痕尤其不布置在体积体的中央，例如为了矫正视力障碍而要去除该凹痕，由此可以减少或避免由于凹痕引起的视线限制效应。通过围绕体积体的径向环绕的凹痕，可以以特别简单的方式调整相应界面的弧长。
在另一种构造形式中规定，体积体包括光学区和过渡区，其中至少一个凹痕布置在过渡区中。光学区可以是具有光学效应的矫正区域，用于矫正角膜的成像误差或视觉障碍，并且过渡区通常可以提供用于提供从光学区到未治疗角膜的温和过渡。在此，优选地规定，凹痕布置在过渡区中以补偿前弧长和后弧长之间的长度差，这例如可以由光学区中界面的不同曲率半径引起。由此产生的优点是，用于补偿长度差异的凹痕没有布置在具有光学效应的区域中，而是布置在无论如何都被提供用于向未治疗的角膜的温和过渡的区域中。
进一步有利的是，如果为了近视矫正而执行体积体的分离，则在后界面中产生至少一个凹痕。近视矫正是矫正其中较远的物体呈现为模糊的近视，从而对眼睛近视的矫正。在近视矫正中，后界面的曲率通常比前界面的曲率更平坦。由此产生的长度差，特别是较短的后界面的长度差，因此可以通过后界面中的凹痕来补偿，其中凹痕优选地布置在过渡区中。这里，前部和后部是指在眼睛的光轴方向上从角膜外侧观察，首先布置前部界面，然后布置后部界面。由此产生的优点是在近视矫正中，其中后界面的弧长通常较短，弧长可以通过凹痕补偿。
此外，已经证明有利的是，如果为了远视矫正而执行体积体的分离，则在前界面中产生至少一个凹痕。远视矫正是矫正其中近处物体呈现为模糊的远视，从而矫正眼睛的远视。在远视矫正中，前界面可以比后界面更平坦，从而界面的弧长的长度不同。特别地，前界面可以通过更平坦的进展而更短，其中弧长的这种长度差异可以通过前界面中的凹痕来补偿。
进一步有利的是，如果为了不对称矫正，特别是散光矫正而执行体积体的分离，则根据不对称矫正，任选地在体积体的相应子午线的前界面或后界面中生成相应的凹痕。换句话说，在角膜的不对称矫正中，特别是在散光矫正中，可以不同地矫正体积体的相应子午线，这导致取决于子午线的更平坦的后界面或前界面。眼睛成像误差的矫正意味着不对称矫正，例如由扭曲的角膜引起的不对称矫正。例如，在散光的情况下，角膜的垂直轴可能比水平轴更严重弯曲，反之亦然。由角膜不对称引起的其他成像误差例如包括球面像差或彗差。如果将角膜假定为半球，则从半球的中心或尖端到相应边缘的相应弧长是子午线，相当于地球的经度。由于根据子午线，后界面或前界面可以更短，因此可以任选地在较短的界面中生成凹痕，以生成在所有径向方向上等长的界面。因此，在不对称矫正中也可以实现改进的治疗结果。
此外，已经证明有利的是，凹痕设置有与前界面和/或后界面的曲率相反的曲率方向，特别是在后方向上。通常，前界面和后界面的曲率方向从患者的方向看是凸出取向的，因此与角膜的曲率方向相同。用于延长界面之一的凹痕可以优选地具有相反的曲率方向，因此是凹入的。因此，可以以特别简单的方式产生凹痕，而不会太严重地影响界面的形状和所得角膜。
本发明的第二方面涉及控制装置，其被配置为执行上述方法之一。产生了上述优点。控制装置可以例如被配置为控制芯片、控制器具或应用程序(“应用”)。优选地，控制装置可以包括处理器装置和/或数据存储器。处理器装置理解用于电子数据处理的器具或器具组件。例如，处理器装置可以包括至少一个微控制器和/或至少一个微处理器。优选地，用于执行根据本发明的方法的程序代码可以存储在任选的数据存储器上。然后，程序代码可以被配置为在由处理器装置执行时使控制装置执行根据本发明的一种或两种方法的上述实施方案之一。
本发明的第三方面涉及治疗设备，该治疗设备具有至少一个眼科手术激光器，该至少一个眼科手术激光器用于通过光致破裂和/或光消融来分离由控制数据预定义的组织，特别是具有人或动物眼睛的预定界面的角膜体积，以及至少一个用于该激光器或多个激光器的控制装置，其被形成为执行根据本发明的第一方面的方法的步骤。根据本发明的治疗设备允许可靠地减少或甚至避免在使用常规烧蚀治疗设备时出现的缺点。
在根据本发明的治疗设备的另一有利构造中，激光器可以适合于以1fs至1ns之间，最好在10fs至10ps之间的相应脉冲持续时间发射波长范围在300nm至1400nm之间，优选在700nm至1200nm之间的激光脉冲，重复频率大于10千赫兹(kHz)，最好在100kHz到100兆赫兹(MHz)之间。这种飞秒激光器特别适合于去除角膜内的组织。在本发明的方法中使用光致破裂和/或光消融式激光器还具有以下优点：在低于300nm的波长范围内不必进行角膜的照射。在激光技术中，该范围被称为“深紫外线”。由此，有利地避免了通过这些非常短的波长和高能量的光束对角膜引起的意外损坏。在此使用的类型的光致破裂式激光器通常将脉冲持续时间在1fs至1ns之间的脉冲式激光辐射输入到角膜组织中。由此，可以在空间上狭窄地限制光学穿透所需的各个激光脉冲的功率密度，从而允许在界面生成中的高切割精度。特别地，也可以选择700nm至780nm之间的范围作为波长范围。
在根据本发明的治疗设备的另一有利的设计方案中，控制装置可以包括至少一个用于至少临时存储至少一个控制数据集的存储装置，其中，一个或多个控制数据集包括用于将各个激光脉冲定位和/或聚焦在角膜中的控制数据，并且可以包括至少一个用于对激光器的激光束进行光束引导和/或光束整形和/或光束偏转和/或光束聚焦的光束装置。其中，所提及的控制数据集包括在用于去除组织的方法中确定的控制数据。
可以从第一发明方面的描述中获得其他特征及其优点，其中，每个发明方面的有利构造应被认为分别是另一个发明方面的有利构造。
本发明的第四方面涉及包括指令的计算机程序，所述指令使根据第三发明方面的治疗设备执行根据第一发明方面的方法步骤和/或根据第二发明方面的方法步骤。
本发明的第五方面涉及计算机可读介质，在该计算机可读介质上存储了根据第四发明方面的计算机程序。其他特征及其优点可以从对第一至第四发明方面的描述中得出，其中，每个发明方面的有利构造应被认为分别是另一个发明方面的有利构造。
附图说明
根据权利要求书、附图和附图说明，其他特征是显而易见的。在说明书中上面提到的特征和特征组合以及在附图说明中下面提到的特征和/或特征组合和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以在分别规定的组合中使用，而且可以在不脱离本发明的范围的情况下以其他组合使用。因此，未在附图中明确示出并进行了说明的实施方式也应被认为是本发明所包含和公开的，而是由与所说明的实施方式分离的特征组合产生并生成的。实施方式和特征组合也应被认为是公开的，因此不包括最初制定的独立权利要求的所有特征。此外，超出或偏离权利要求的关系中阐述的特征组合的实施方式和特征组合应被认为是公开的，特别是通过以上阐述的实施方式。示出了：
图1根据示例性实施方案的根据本发明的治疗设备的示意图；
图2近视矫正中具有前界面和后界面的角膜的示意图；
图3根据示例性实施方案的具有近视矫正中的前界面和后界面以及具有凹痕的角膜的示意图；
图4远视矫正中具有前界面和后界面的角膜的示意图；
图5是根据示例性实施方案的具有远视矫正中的前界面和后界面以及凹痕的角膜的示意图。
在附图中，相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。
发明详述
图1示出了具有用于通过光致破裂和/或光消融从人或动物角膜16去除体积体14的眼科手术激光器12的治疗设备10的示意图。例如，可以通过眼科手术激光器12使体积体14与眼睛的角膜16分离以矫正视觉障碍。用于移除体积体14的预定模式可以由控制装置18提供，特别是以控制数据的形式，使得激光器12以由控制数据预定义的模式将脉冲激光脉冲发射到眼睛的角膜16中以形成前界面和后界面，它们一起形成体积体14。可替代地，控制装置18可以是相对于治疗设备10在外部的控制装置18。
此外，图1示出了由激光器12产生的激光束20可以通过光束偏转装置22(例如旋转扫描仪)偏转朝向角膜16，以分离体积体14。光束偏转装置22也可以由控制装置18控制以移除体积体14。
优选地，图示的激光器12可以是光致破坏和/或光消融式激光器，其被形成为发射在300纳米至1400纳米之间，优选在700纳米至1200纳米之间的波长范围内的激光脉冲，相应的脉冲持续时间以在1飞秒至1纳秒之间，优选在10飞秒至10皮秒之间，并且重复频率大于10千赫兹，最好在100千赫兹至100兆赫兹之间。任选地，控制装置18另外包括用于至少临时存储至少一个控制数据集的存储装置(未示出)，其中一个或多个控制数据集包括用于在角膜中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据。
在图2中，示出了具有体积体14的角膜16，因为它通常在近视矫正中产生。此处，特别示出了穿过角膜16的示意性侧向横截面，其中后界面24形成为比前界面26更平坦。这导致后界面24的弧长比前界面26的弧长短的事实，这会导致角膜16中的应力和叠加问题。
为了避免这些应力，在图3中示出了近视矫正，因为它可以根据用于控制治疗设备10的眼科手术激光器12的优选实施方案来执行。特别地，通过以下方式提供至少一个凹痕28：生成的两个界面的弧长长度相等，特别是在所有径向方向上的长度相等。优选地，凹痕28可以布置在体积体14的径向观察外部并且围绕体积体14径向延伸。特别优选地，凹痕28可以布置在体积体14的过渡区中，使得可以提供光学效应矫正的光学区不受凹痕28的影响。在近视矫正的情况下，优选地提供在较短的后界面24中产生凹痕28，使得弧长相互补偿。为了使凹痕28拉长后界面24，可以优选地设置为，其形成为具有与后界面24相反的曲率方向，因此凹痕28相对于凸面取向的后界面24凹入。因此，可以实现在近视矫正中可以减少或避免角膜16中的应力。
在图4中，示出了远视矫正的示例性表示，其中前界面28形成为比后界面24更平坦。因此，后界面24的弧长比前界面26的弧长短，由此可在角膜16中产生应力。
在图5中，示出了远视矫正，因为它可以根据用于控制治疗设备10的眼科手术激光器12的优选实施方案来执行，以补偿前面提到的前界面26和后界面24弧长的长度差。这里，凹痕28可以在前界面26中产生，由此两个弧长中较短的一个弧长被延伸，使得两个界面的弧长相等。在此也可以优选地在体积体14的过渡区中再次产生凹痕28。
因此，总体上可以提供过渡区，该过渡区补偿在体积体14的光学区中产生的差异，因为提供组织重叠的新划分，其产生具有相等长度的弧长。因此，可以在界面之间产生更好的重合，这可以导致角膜16的更短恢复时间。
Claims (13)
1.用于控制治疗设备(10)的眼科手术激光器(12)的方法，用于将具有预定后界面(24)和预定前界面(26)的体积体(14)与人或动物角膜(16)分离，该方法包括：
-通过所述治疗设备(10)的控制装置(18)控制所述激光器(12)，使得它以预定模式以发射序列向角膜(16)中发射脉冲激光脉冲，其中要分离的体积体(14)的界面由所述预定模式限定，并且所述界面是通过产生多个空化气泡使得单个激光脉冲与所述角膜(16)的相互作用而生成的，其中所述前界面(26)的径向弧长和所述后界面(24)的径向弧长通过所述界面中的一个界面中的至少一个凹痕(28)产生为在所有径向上具有相等长度。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个凹痕(28)在所述容积体(14)的径向观察的外部部分处产生，特别是以径向圆周方式产生。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述体积体(14)包括光学区和过渡区，其中所述至少一个凹痕(28)布置在所述过渡区中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
如果为了近视矫正而执行所述体积体(14)的分离，则在所述后界面(24)中产生所述至少一个凹痕(28)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
如果为了远视矫正而执行所述体积体(14)的分离，则在所述前界面(26)中产生所述至少一个凹痕(28)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
如果为了不对称矫正，特别是散光矫正而执行所述体积体(14)的分离，则对于所述体积体(14)的取决于不对称矫正的相应子午线，任选地在前界面或后界面(24)产生相应的凹痕(28)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述凹痕(28)具有与所述前界面和/或后界面(26、24)的曲率相反的曲率方向，特别是在后部方向上。
8.控制装置(18)，其形成为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
9.具有至少一个眼科手术激光器(12)的治疗设备(10)，所述眼科手术激光器用于通过光致破裂和/或光消融分离人或动物眼睛，特别是组织微透镜的体积体(14)，以及至少一个根据权利要求8所述的控制装置(18)。
10.根据权利要求9所述的治疗设备(10)，
其特征在于
所述激光器(12)被形成为以在1fs至1ns之间，优选地是在10fs至10ps之间的相应的脉冲持续时间，以大于10kHz，优选地在100kHz至100MHz之间的重复频率发射在300nm至1400nm之间，优选地在700nm至1200nm之间的波长范围内的激光脉冲。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的治疗设备(10)，
其特征在于，控制装置(18)
-包括至少一个用于至少临时存储至少一个控制数据集的存储装置，其中一个或多个控制数据集包括用于在所述角膜(16)中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据；以及
-包括至少一个光束装置，用于对所述激光器(12)的激光束(20)进行光束引导和/或光束成形和/或光束偏转和/或光束聚焦。
12.包括指令的计算机程序，所述指令使根据权利要求9至11中任一项所述的治疗设备(10)执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
13.计算机可读介质，其上存储有根据权利要求12所述的计算机程序。
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