CN115040316A - 提供用于治疗设备的眼科手术激光器的控制数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于提供用于从人或动物角膜去除组织的治疗设备的眼科手术激光器的控制数据的方法。该方法包括：确定每个激光脉冲在角膜中的预期温度分布；通过角膜的温度模型确定用于去除组织的预设激光脉冲分布的激光脉冲序列，其中角膜中的相应激光脉冲位置由激光脉冲分布预设，并且其中角膜中的相应激光脉冲位置由激光预设脉冲序列预设，按此顺序用相应的激光脉冲照射预设的激光脉冲位置，其中通过温度模型中激光脉冲的累积温度分布计算角膜的温度曲线，并且确定到预设极限温度曲线的差值曲线，并且其中根据用于确定激光脉冲序列的差异曲线确定激光脉冲的顺序；以及提供用于控制眼科手术激光器的控制数据，该激光器使用激光脉冲序列去除组织。

Description

提供用于治疗设备的眼科手术激光器的控制数据的方法

技术领域

本发明涉及用于为用于从人或动物角膜去除组织的治疗设备的眼科手术激光器提供控制数据的方法。此外，本发明涉及具有至少一个眼科手术激光器和至少一个用于执行该方法的控制装置的治疗设备、计算机程序和计算机可读介质。

背景技术

用于控制眼科激光器以矫正光学视觉障碍和/或角膜的病理和/或非自然改变区域的治疗设备和方法在现有技术中是已知的。其中，例如可以形成脉冲激光器和光束聚集装置，使得激光脉冲在位于有机组织内的焦点中实现光致破裂和/或光消融，以便从角膜去除组织，特别是组织微透镜。用于去除组织的激光器的控制数据可以优选地包括：激光脉冲分布，其指示各个激光脉冲将被放置在角膜中的哪个位置(激光脉冲位置)(“点构建”)，以及激光脉冲序列，表示照射角膜的激光脉冲位置的顺序(“点序列”)。其中，优选地选择激光脉冲序列，使得激光脉冲分布的激光脉冲位置被尽可能快地处理，以缩短治疗持续时间，从而缩短使患者感到不舒服的情况。

其中，每个激光脉冲加热组织并且组织变性的组织的极限温度可能通过太快的治疗达到是有问题的。例如，胶原蛋白从40摄氏度开始变性。这种变性可能导致治疗和/或愈合过程中的问题，因此应避免。

从EP 1 649 843 A1已知一种具有可控脉冲发射频率的光烧蚀激光器。其中，激光脉冲的平均辐射频率由控制装置作为层的相应面积的函数来控制，使得在去除层时目标体积每时间单位和每面积单位接收低于预定阈值的激光脉冲的数量。

发明概述

本发明基于提供用于控制眼科手术激光器的改进的控制数据的目的。

该目的通过根据本发明的方法、根据本发明的设备、根据本发明的计算机程序以及根据本发明的计算机可读介质来解决。在相应的从属权利要求中说明了本发明的具有方便发展的有利构造，其中该方法的有利构造被认为是治疗设备、控制装置、计算机程序和计算机可读介质的有利构造，反之亦然。

本发明的第一方面涉及用于提供用于治疗设备的眼外科手术激光器的控制数据以从人或动物角膜去除组织的方法，其中，该方法包括由控制装置执行的以下步骤。其中，控制装置理解器具、器具组件或器具组，该控制装置被配置用于接收和评估信号以及提供例如产生控制数据。例如，控制装置可以被配置为控制芯片、计算机程序、计算机程序产品或控制单元。通过控制装置确定每个激光脉冲在角膜中预期的温度分布。进一步地，确定用于去除组织的预设激光脉冲分布的激光脉冲序列是通过角膜的温度模型来实现的，其中通过激光脉冲分布预设在角膜中的各个激光脉冲位置，其中是由激光脉冲序列预先设定的，按此顺序用相应的激光脉冲照射预设的激光脉冲位置，其中通过温度模型中激光脉冲的累积温度分布计算角膜的温度曲线，确定与预设的极限温度曲线的差异曲线，其中根据用于确定激光脉冲序列的差异曲线确定激光脉冲的顺序。最后，实现了提供用于控制眼科手术激光器的控制数据，该眼科手术激光器使用激光脉冲序列去除组织。

换言之，提供控制数据，其中可以基于估计的角膜温度优化激光脉冲序列。这意味着可以从激光脉冲的累积温度分布中确定优化的激光脉冲序列，通过该激光脉冲序列可以最快和/或最温和地治疗角膜，该累积温度分布可以作为角膜的温度曲线提供。特别地，激光脉冲分布可以预设为在角膜的哪个位置必须辐射多少激光脉冲来矫正光学视觉障碍的效果。激光脉冲序列定义了由激光脉冲分布预设的激光脉冲位置的照射顺序。即，由激光脉冲序列指示，在哪个时间点以激光脉冲的顺序选择相应的激光脉冲位置。因此，激光脉冲分布表示将角膜体积划分为激光脉冲位置(“点构建”)，而激光脉冲序列表示选择各个激光脉冲位置的顺序(“脉冲列表”或“点序列”)。

为了通过温度模型尽可能准确地确定角膜的温度曲线，首先可以估计激光脉冲加热角膜区域的温度，即每个激光脉冲出现的温度分布。例如，这可以通过角膜的已知吸收系数和激光脉冲的预定参数来执行。例如，可以预先确定激光脉冲的能量和强度。随后，可以在温度模型中确定，例如，在预设的激光脉冲序列下，激光脉冲的累积温度分布预计有多高，其中角膜的温度曲线由此产生。其中，温度曲线可以是角膜的数字表示，它为角膜的每个(体积)区域提供温度。该温度分布可以与极限温度曲线进行比较，其中例如可以在允许在角膜中出现的极限温度曲线中指示最高温度。特别地，角膜组织变性的极限温度可以由极限温度曲线来指示。例如，蛋白质的变性温度可以表示为极限温度，例如40℃。优选地，不得超过该极限温度曲线，其中可以从计算的温度曲线和极限温度曲线创建差异曲线，由此可以提供角膜中每个激光脉冲位置处的温度差。因此，例如可以识别出哪些激光脉冲位置的温度仍然足够远离极限温度。因此，可以选择激光脉冲序列，使得激光脉冲被规划在那些激光脉冲位置，在这些激光脉冲位置，差异曲线仍然足够远离极限温度曲线。优选地，该步骤可以作为优化方法来执行。这意味着可以搜索激光脉冲序列，其中可以找到激光脉冲的最快和/或对温度最友好的顺序。这里，优选地，在每个计划的激光脉冲之后更新温度模型以及由此的差异曲线，从而可以迭代地创建激光脉冲序列并且可以为每个激光脉冲选择最佳激光脉冲位置。随后，可以在用于控制眼科手术激光器的控制数据中提供如此确定的激光脉冲序列。

角膜的温度模型可以是物理或数学模型，通过其可以确定温度曲线，例如记录在控制装置中。优选地，通过温度模型确定激光脉冲序列可以作为在实际治疗之前的模拟来执行，其中预设和/或预定参数被提供给温度模型，由此可以计算温度曲线。

本发明的优点在于，可以提高使用治疗设备进行治疗的安全性，因为可以以改进的方式遵守最大允许温度限制。此外，通过优化激光脉冲序列，可以实现尽可能快的治疗，同时尽可能少的治疗中断来冷却角膜。因此，通过缩短治疗时间，可以节省成本并提高患者的舒适度。

本发明还包括产生附加优点的配置形式。

一种配置形式规定，在温度模型中进一步使用角膜的冷却模型来计算温度曲线，其中角膜的冷却，尤其是角膜的温度曲线随时间的冷却由冷却模型建模。换句话说，温度模型不仅包括激光脉冲对角膜加热的严重程度，还包括角膜随时间的冷却方式。这里，温度模型可以提供考虑到环境的温度耗散的计算。优选地，可以针对此计算预设环境温度。为了计算，例如可以假设扩散模型，其描述角膜的热损失与角膜和环境之间的温差成比例。优选地，角膜的冷却可以通过指数函数形式的冷却模型来描述，该冷却模型具有预设的热弛豫时间，由此角膜可以随着时间的推移而冷却。通过这种形式的配置，产生的优点是也可以在温度模型中考虑角膜的冷却，由此可以更好地优化激光脉冲序列，因为差异曲线随时间变化并且因此激光脉冲位置可以再次被辐照，以前是在极限温度曲线上。

在另一种配置形式中规定，在温度模型中进一步使用角膜的温度扩散模型来计算温度曲线，其中通过温度扩散模型来对根据时间跨过角膜的温度扩散进行建模。换言之，激光脉冲在角膜中产生的温度分布可以随着时间在角膜中扩散或分布。因此，热量通常从物体的温暖区域传播到寒冷区域，这意味着温度在物体上是平均的。可以优选地为该计算提供角膜的热传导系数。通过这种形式的配置，产生的优点是温度模型可以更好地描述角膜的温度曲线，从而可以改进激光脉冲序列的确定。

在另一种配置形式中，激光脉冲在角膜上的入射角模型被进一步用于温度模型中以用于计算温度曲线，其中激光脉冲的温度分布由入射角模型建模，激光脉冲的温度分布取决于激光脉冲在角膜上的入射角。换言之，考虑到激光脉冲以哪个入射角撞击角膜，这会改变每个激光脉冲的温度分布。特别是，角膜可以弯曲，并且激光脉冲不会全部垂直进入角膜组织。因此，每个激光脉冲会产生不同的温度分布。特别地，激光脉冲可以分裂成角膜中的吸收部分和反射部分，其中反射部分和吸收部分可以随着角膜上的入射角而变化。因此，激光脉冲的效率以及由此导致的温度输出会从中心向外部降低，这主要是由于激光点在撞击角膜时的增加。优选地，入射角模型可以从朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)导出，该定律描述了辐射强度在穿过介质(角膜)时相对于其初始强度的衰减。通过这种形式的配置，产生的优点是可以以改进的方式确定温度分布，由此可以确定更准确的激光脉冲序列。

优选地，规定至少根据激光脉冲强度和激光脉冲波长执行每个激光脉冲的温度分布。这意味着，为了确定温度分布，至少使用激光脉冲波长以及因此能量以及另外的强度来确定在激光脉冲撞击角膜时温度曲线如何变化。在此，例如可以通过实验或模拟来预先确定温度分布如何根据激光脉冲强度和激光脉冲波长呈现。

在另一种配置形式中规定，为了确定激光脉冲序列，将各个激光脉冲规划在角膜的激光脉冲位置上，在该位置上，差异曲线与在各个激光脉冲的辐射时间点的极限温度曲线具有预设的最小距离。换言之，可以计算出在各个激光脉冲的辐射时间点上的差异曲线是什么样子的，其中各个激光脉冲被规划在角膜的激光脉冲位置处，在该位置处差异曲线仍然具有到极限温度曲线的预设最小距离。预设的最小距离可以包括安全值，使得随后的激光脉冲不会达到角膜的极限温度，例如蛋白质变性的温度。因此，例如可以在规划激光脉冲之前检查所有激光脉冲位置是否存在到极限温度曲线的预设最小距离，其中激光脉冲被规划在符合预设最小距离的激光脉冲位置。如果多个激光脉冲位置具有预设的最小距离，则例如可以将激光脉冲随机规划在这些位置之一，或者可以将激光脉冲规划在差异曲线与极限温度曲线之间具有最大距离的那个激光脉冲位置。通过这种形式的配置，可以实现激光脉冲序列的优选确定。

优选地，规定将角膜划分为多个区域，其中激光脉冲定位在这些区域之一中，直到该区域中的温度曲线达到极限温度曲线，然后改变该区域。换言之，角膜可以被划分为多个区域，其中每个区域可以具有预设数量的激光脉冲位置。随后，可以在这些区域之一中规划激光脉冲，并且可以通过温度模型确定该区域中的温度曲线。如果确定该区域的温度曲线达到极限温度曲线，则可以在另一个区域中计划后续的激光脉冲，其中可以计算另一个区域的最大数量的激光脉冲，直到达到极限温度曲线，在此之后继续与其他领域。因此，可以尽可能快地确定整个角膜的激光脉冲序列，其中，首先达到极限温度曲线的第一区域优选已经冷却到可以在完全通过角膜的区域后再次被照射的程度。因此，可以特别快速且安全地提供角膜的激光脉冲序列。

在另一种配置形式中规定，为了确定激光脉冲序列，将各个激光脉冲规划在角膜的激光脉冲位置上，在该位置，在相应激光脉冲的辐射时间点，差异曲线在温度曲线和极限曲线之间具有最大差异。换言之，搜索激光脉冲位置，该位置在温度曲线和极限温度曲线之间具有最大差异。在这个位置，然后规划下一个激光脉冲的辐射。这可以对所有激光脉冲位置迭代地执行，直到整个激光脉冲序列被固定。因此，可以确保始终选择最安全的激光脉冲位置，其中优选确保不超过极限温度曲线。

在另一种配置形式中规定，如果确定在角膜和/或角膜区域中达到极限温度曲线，则规划照射中断，特别是对于角膜区域。换言之，如果所有激光脉冲位置都达到了极限温度曲线，则可以规划照射中断。优选地，照射中断的持续时间可以由温度模型确定。这意味着，当角膜或角膜区域已经冷却到可以向角膜发射更多激光脉冲时，例如可以由于已知的冷却来计算。特别地，也可以规划多个照射中断，在规划激光脉冲序列时考虑这些照射中断。通过这样的构成，能够提高利用治疗设备进行治疗的安全性。

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、控制单元或应用程序(“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配置中，激光器可以适于发射波长范围在150nm至250nm之间、优选地在175nm至215nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1fs至100ns之间，优选地在10ps至10ns之间，并且重复频率大于100赫兹(Hz)，优选地在400Hz至10千赫兹(MHz)之间。这种尤其可以形成为准分子激光器的消融激光器特别适用于角膜组织的消融。使用波长范围低于300nm的激光(也称为“深紫外光”)可以通过这些非常短波长和高能量的光束特别有效地消融角膜组织。这里使用的这种类型的光烧蚀激光器通常将脉冲持续时间在1fs至100ns之间的脉冲激光辐射输入角膜组织。特别地，也可以选择175nm至215nm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“深紫外光”。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造成的意外损坏。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命令的计算机程序，所述命令使根据第四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是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是根据示例性实施方案的方法示意图。

发明详述

在附图中，相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。

图1示出了具有眼科手术激光器12的治疗设备10的示意图，该眼科手术激光器12用于通过光致破裂和/或光消融从人或动物眼睛16的角膜去除组织14。组织14可以例如代表微透镜或者也可以代表体积体，其可以通过眼科手术激光器12与眼睛16的角膜分离以用于矫正视觉障碍。用于去除组织14的激光脉冲序列和激光脉冲分布可以由控制装置18以控制数据的形式提供，使得激光器12以控制数据所预设的顺序向控制数据预设的激光脉冲位置发射脉冲式激光脉冲来移除组织14。替代地，控制装置18可以是相对于治疗设备10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，即光束偏转装置，例如旋转扫描仪，朝向眼睛16偏转，以去除组织14。光束偏转装置22也可以由控制装置18控制以去除组织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。替代地，激光器12可以形成为发射波长范围在150nm至250nm之间、优选地在175nm至215nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1fs至100ns之间，优选地在10ps至10ns之间，重复频率大于100Hz，优选地在400Hz至10KHz之间。

另外，控制装置18任选地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16中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据。

在使用图1所示的治疗设备10进行治疗时，可以预设激光脉冲分布，用于去除组织并预设相应的激光脉冲在角膜中的位置。激光脉冲分布可以例如从预定的检查数据中确定，这是为了矫正眼睛16的光学视觉障碍。然而，在将激光脉冲20辐射到角膜上时，角膜被每个激光脉冲加热，因为能量沉积在组织中。这是有问题的，因为角膜会随着时间在某些区域中升高到温度极限值以上，这会导致角膜组织变性，这些区域由激光脉冲20以快速顺序照射。特别是，已知角膜组织可以从40℃变性。这种变性会导致治疗效果的下降并阻碍愈合过程。此外，角膜中的变性区域可能会产生光学伪影。

为了使角膜不达到这个温度极限值，可以提供相应的调整或改变激光脉冲序列，通过该序列选择激光脉冲位置，使得太短的时间内不会有太多的激光脉冲辐射到角膜的区域。这里，优选搜索每个激光脉冲的合适时间点，通过该时间点照射各个激光脉冲位置。相应地，然后可以在激光脉冲序列中将激光脉冲进行分类，其中优选地可以通过激光脉冲频率预设两个激光脉冲之间的时间差。

为了确定激光脉冲序列并将其作为用于控制眼科手术激光器的控制数据提供，可以执行图2中所示的方法，优选地由治疗设备10的控制装置18执行。

在步骤S10中，可以首先确定温度分布，这是每个激光脉冲在角膜中所预期的。该激光脉冲分布例如可以通过以下公式估算

其中ΔT代表温度差，α代表角膜吸收系数，ρ代表角膜密度，c代表比热容，R代表角膜反射率，I代表光束曝光。尤其可以根据激光脉冲强度和使用的激光脉冲波长通过已知方法确定光束曝光。

随后，在步骤S12中，可以尤其以迭代方式并且通过角膜的温度模型来确定角膜的温度曲线如何通过各个激光脉冲的累积温度分布而改变。温度曲线可以指示角膜每个位置的温度，正如在用预设数量的激光脉冲照射时所预期的那样。例如，可以在第一种方法中计算角膜的温度曲线，其中假设均匀分布的激光脉冲序列。此外，可以计算差异曲线，其表示温度曲线与预设极限温度曲线的差异。这里，极限温度曲线可以代表角膜每个位置的极限温度。差异曲线可以例如以摄氏度表示，在估计的温度曲线和极限温度曲线之间仍然存在哪个温度差。基于该差异曲线，然后可以确定在角膜的哪个位置与极限温度曲线还有足够的距离，其中然后可以基于该差异曲线来规划激光脉冲序列。

为了使温度模型尽可能准确地代表角膜当前状况的建模，可以规定除了累积温度分布外，还考虑激光脉冲在角膜上的入射角模型，其由激光脉冲产生。特别是，并不是所有的激光脉冲都垂直地撞击角膜，因为它是弯曲的，因此激光脉冲可以倾斜地撞击角膜的边缘区域。因此，反射率R和吸收系数α尤其可以根据角度而偏离。

此外，可以考虑角膜随着时间的推移而冷却。因此，激光脉冲位置可以随着时间将热量消散到环境中，使得即使在激光脉冲位置曾经达到极限温度的情况下，激光脉冲位置在预设时间之后被冷却到可以再次照射的程度。因此，优选地规定，在温度模型中进一步考虑角膜的冷却模型，其中随着时间对角膜的冷却、特别是角膜的温度曲线进行建模。优选地，该冷却模型可以从牛顿冷却定律导出并通过以下方式考虑

其中，T(t)表示时间点t的温度，T_env是治疗设备10的环境温度。在指数函数e的指数中，常数τ表示热弛豫时间，可以为角膜，可以通过角膜的吸收系数、热导率、密度和热容量来计算。

此外，优选地可以在温度模型中提供由激光脉冲产生的温度分布不局部地保留在某个位置，而是随着时间在角膜上扩散。因此，优选地可以规定，温度模型还包括角膜的温度扩散模型，其中对温度的扩散、尤其是激光脉冲的温度分布随时间的扩散进行建模。至此，例如可以将角膜假设为温度矩阵，其中从该温度矩阵中的点开始的温度可以随时间划分到其相邻点。特别是，可以通过公式假设温度随时间扩散

到空间方向x、y和z，其中k代表角膜的温度传导率。

通过温度模型，例如可以包括一个或多个前述模型，特别是冷却模型、温度扩散模型和/或入射角模型，可以特别准确在每个激光脉冲后估计角膜的温度曲线。为了在激光脉冲序列中以优选的顺序对激光脉冲进行分类，特别是根据最高温度，可以规定，在该时间在激光脉冲位置上规划相应的激光脉冲，在该时间上的差值曲线与在相应激光脉冲的辐射时间点的极限温度曲线具有预设的最小距离。

因此，激光脉冲序列中的第一激光脉冲例如可以任意规划在角膜中的激光脉冲位置，并且可以通过温度模型确定温度曲线。在第一激光脉冲之后，假设温度曲线仍然与整个角膜上的极限温度曲线具有预设的最小距离。因此，可以将后续的激光脉冲规划在角膜的另一个任意位置，例如在相同的激光脉冲位置。这可以一直执行，直到确定在激光脉冲位置之一处达到了到极限温度曲线的预设最小距离。在这个激光脉冲位置达到这个最小距离之后，可以选择下一个激光脉冲位置，直到也达到它的最小距离。因此，可以针对每个激光脉冲位置迭代规划激光脉冲序列，直到处理完整个激光脉冲分布。优选地，已经被照射并且已经达到最小距离的第一激光脉冲位置可以在一段时间后冷却，使得对于第一激光脉冲位置再次符合预设的最小距离并且可以再次规划激光脉冲。预设的最小距离可以例如在达到极限温度曲线之前具有安全距离。例如，预设的最小距离可以是0.1℃到2℃。

特别优选地，可以将角膜划分为多个区域，其中可以监测温度曲线以达到相应区域中的极限温度曲线，如果是这种情况，则改变该区域。区域是指激光脉冲分布中预设的激光脉冲位置可以以聚类的方式定义为区域，其中激光脉冲的序列首先放置在第一区域，直到确定在这个区域中达到极限温度，然后可以更改区域。在这些区域完全通过之后，第一区域可以已经冷却到可以再次考虑到规划激光脉冲的程度。

替代地，可以规定，激光脉冲序列被规划成使得随后的激光脉冲被规划在角膜中的激光脉冲位置，在该位置，差异曲线在温度曲线和极限温度曲线之间具有最大差异。这意味着可以检查相应的激光脉冲，在哪个位置差异曲线最大，其中该激光脉冲然后规定在该位置。这可以针对所有激光脉冲迭代地执行。其中，可以优选地观察到与极限温度曲线的预设最小距离被遵守。

如果确定在激光脉冲分布的所有激光脉冲位置都达到极限温度曲线，特别是到极限温度曲线的最小距离，则可以规划照射中断，直到确定角膜或者角膜区域再次低于预设的最小距离。

因此，可以总体上提高使用治疗设备10的治疗的安全性并且可以实现治疗的加速，因为可以优化地规划激光脉冲，特别是关于角膜的加热，以及因此可以避免不必要的照射中断。

Claims (16)

1.用于提供用于从人或动物角膜去除组织的治疗设备的眼科手术激光器的控制数据的方法，其中该方法包括由控制装置执行的以下步骤：

-确定每个激光脉冲在所述角膜中的预期温度分布；

-通过所述角膜的温度模型确定用于去除组织的预设激光脉冲分布的激光脉冲序列，其中角膜中的相应激光脉冲位置由所述激光脉冲分布预设，并且其中所述角膜中的相应激光脉冲位置由所述激光预设脉冲序列预设，按此顺序用相应的激光脉冲照射预设的激光脉冲位置，其中通过所述温度模型中激光脉冲的累积温度分布计算角膜的温度曲线，并且确定到预设极限温度曲线的差值曲线，其中根据用于确定所述激光脉冲序列的差异曲线确定所述激光脉冲的顺序；

-提供用于控制所述眼科手术激光器的控制数据，该激光器使用所述激光脉冲序列去除所述组织。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在所述温度模型中进一步使用所述角膜的冷却模型来计算所述温度曲线，其中，由所述冷却模型对所述角膜的冷却，特别是所述角膜的温度曲线随时间的冷却进行建模。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

在所述温度模型中进一步使用所述角膜的温度扩散模型来计算所述温度曲线，其中，由所述温度扩散模型对所述角膜上的温度随时间的扩散进行建模。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

所述激光脉冲在所述角膜上的入射角模型进一步用于所述温度模型中，用于计算所述温度曲线，其中，由所述入射角模型对所述激光脉冲的温度分布进行建模，所述激光脉冲的温度分布取决于所述激光脉冲在所述角膜上的入射角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

至少根据激光脉冲强度和激光脉冲波长来执行每个激光脉冲的温度分布。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

为了确定所述激光脉冲序列，将各个激光脉冲规划在所述角膜的激光脉冲位置，在所述位置，在相应激光脉冲的辐射时间点，所述差异曲线与所述极限温度曲线角膜具有预设的最小距离。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

所述角膜被划分为多个区域，其中所述激光脉冲定位在所述区域之一中，直到该区域中的温度曲线达到所述极限温度曲线，其中然后改变所述区域。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

为了确定所述激光脉冲序列，将各个激光脉冲规划在所述角膜的所述激光脉冲位置处，在所述位置处，在相应激光脉冲的辐射时间点，所述差异曲线在所述温度曲线和所述极限温度曲线之间具有最大差异。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

如果确定在所述角膜和/或所述角膜区域中达到所述极限温度曲线，则规划照射中断，特别是对于所述角膜区域的照射中断。

10.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。

11.治疗设备(10)，具有至少一个眼科手术激光器(12)，用于通过光致破裂和/或光消融去除人或动物眼睛(16)的组织(14)，特别是微透镜，以及至少一个根据权利要求10所述的控制装置(18)。

12.根据权利要求11所述的治疗设备，

其特征在于，

所述激光器形成为发射波长范围在150nm至250nm之间、优选地在175nm至215nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1fs至100ns之间，优选地在10ps至10ns之间，重复频率大于100Hz，优选地在400Hz至10kHz之间。

13.根据权利要求11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。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的治疗设备(10)，

其特征在于，控制装置

-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角膜中定位和/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(22)，用于对所述激光器的激光束进行光束引导和/或光束成形和/或光束偏转和/或光束聚焦。

15.包括命令的计算机程序，所述命令使根据权利要求11至14中任一项所述的治疗设备执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

16.计算机可读介质，其上存储了根据权利要求15所述的计算机程序。

Images