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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung, mit der nach einer refraktiven Operation am Auge eine Untersuchung der Hornhaut auf eventuelle Einschlüsse, Luftblasen oder andere Unregelmäßigkeiten direkt am Behandlungsgerät erfolgen kann, so dass sich der Patient nicht zu einem Untersuchungsgerät begeben muss.
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Für die Untersuchung der optisch transparenten Hornhaut ist eine spezielle Beleuchtungstechnik mittels eines auf das Auge abzubildenden Spaltes erforderlich.
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Aus dem Stand der Technik sind Schlitz- oder Spaltprojektoren bekannt, die insbesondere in Spaltlampen eingesetzt werden, um die Vorderkammer eines Auges zu beleuchtet und Schnittbilder der vorderen Augenelemente aufnehmen zu können. Am verbreitetsten sind hierbei Spaltprojektoren, die aus einer Lichtquelle mit einer vorgeordneten Schlitzblende und einem vor der Schlitzblende angeordneten Linsensystem bestehen. Zur Betrachtung des Auges und insbesondere für die Schlitzbildfotografie ist es erforderlich, dass der auf das Auge abzubildende Spalt eine hohe und möglichst gleichmäßige Helligkeit aufweist. Mit dem in der
DE 299 13 603 U1 beschriebenen Spaltprojektor wird dies beispielsweise dadurch erreicht, dass eine Lichtquelle Verwendung findet, die aus mehreren, im Wesentlichen in Längsrichtung des Spaltes angeordneten Lichtdioden besteht.
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Für die Untersuchung der optisch transparenten Hornhaut sind nach dem Stand der Technik aber auch Lösungen bekannt, mit denen die Bestimmung des Dickenprofils der Hornhaut eines Auges sowie deren Krümmung möglich ist. Eine derartige Lösung wird beispielsweise in der
US 6 382 794 B1 beschrieben. Dazu wird ein Satz schmaler, kollimierter paralleler Strahlen unter einem Winkel zur Sehachse des ausgerichteten Auges auf dessen Hornhautoberfläche projiziert. Durch Drehen der Strahlen um die Instrumentenachse wird ein Satz von Ringen erzeugt und von einer CCD-Kamera aufgenommen. Aus den aufgenommenen Bildern können mittels Triangulation die räumlichen Positionen einzelner Datenpunkte entlang der Ringe bestimmt und daraus das Oberflächenprofil und auch das Dickenprofil der Hornhaut rekonstruiert werden.
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Prinzipiell ist es auch möglich, die Hornhaut mittels einer Hornhautkamera zu untersuchen. So beschreibt die
US 6 361 167 B1 eine Digitalkamera, die die Funktionen einer Netzhautkamera und einer Hornhautkamera zu einem einzigen, kleinen, einfach zu bedienenden Instrument kombiniert. Diese einzelne Kamera kann digitale Bilder von Bereichen der Netzhaut als auch der Hornhaut eines Auges aufnehmen. Dazu enthält die Kamera zwei Kombinationen von optischen Elementen, wobei ein Teil dieser Elemente, wie beispielsweise ein erstes Objektiv einer Objektivkombination, ein digitaler Bildsensor und mindestens ein Okular gemeinsame Elemente sind und für beide Kombinationen genutzt werden. Sowohl für die Netzhautkombination als auch für die Hornhautkombination ist ein, auf die jeweilige Kombination angepasstes, zweites veränderbares Element des Objektivlinsensystems vorgesehen, welches in Kombination mit dem ersten Objektivelement zum Fokussieren dient. Die Okulare stellen alle klassischen Visualisierungsfunktionen eines Spaltlampen-Biomikroskops bereit. Das beschriebene System kann auch verwendet werden, um die Leistung des Auges als Abbildungssystem zu testen. So ist es beispielsweise möglich, Sehschärfentafeln oder Farbwahrnehmungsinformationen zu projizieren. Ein programmierbares LCD könnte verwendet werden, um den Stimulus zu erzeugen.
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Eine Vorrichtung zum Messen einer mittels therapeutischer Laserstrahlung in einem Gewebe unterhalb der Gewebeoberfläche ausgelösten Penetration wird in der
DE 103 23 422 A1 beschrieben. Dazu ist in der Vorrichtung ein Detektionsstrahlengang versehen, der ein Linsensystem und eine Detektoreinrichtung umfasst, die ein Signal erzeugt, das die räumliche Abmessung und/oder Position der Penetration anzeigt. Mit der Vorrichtung können sogar dreidimensionale Strukturinformationen gewonnen werden, so dass diese besonders für die Überwachung mikrochirurgischer Operationen am Auge geeignet ist. Zudem kann das Detektionssignal zur Steuerung der Laserparameter, wie beispielsweise Strahlquerschnitt, Strahlungsintensität und/oder Pulsdauer verwendet werden. Durch Detektion der direkt aus dem behandelten Gewebe reflektierten Strahlung ist eine sehr viel genauere Regelung der Behandlungs-Laserstrahlung möglich. Dabei ist die vorgeschlagene Vorrichtung nicht nur für Operationsverfahren zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit geeignet, sondern auch für andere ophthalmologische oder sonstige chirurgische Eingriffe anwendbar. Neben Schnitten für die refraktive Augenchirurgie sind auch laserinduzierte Gewebeveränderungen ohne Schnittwirkungen denkbar, um Trübungen oder Verhärtungen der Hornhaut zu verringern.
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Die nach dem Stand der Technik bekannten Behandlungsgeräte, insbesondere Operationsmikroskope, für refraktive Operationen am Auge verfügen in der Regel nicht über entsprechende Spaltbeleuchtungseinrichtungen. Vielmehr ist es bisher üblich, den Patienten nach Beendigung der Operation an einem separaten Platz mit einem Untersuchungsgerät zu untersuchen. Nachteilig ist dabei, dass der Patient erst aufstehen muss und eventuelle Probleme nicht schon direkt unter dem Operationsmikroskop behoben werden können.
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Ein Problem bei refraktiven Operationen an der Hornhaut eines Auges ist darin zu sehen, dass tatsächliche Abtragungsraten von vielen Faktoren und nicht zuletzt von der jeweiligen Hornhaut abhängig sind und deshalb nur schwer vorhersehbar sind. Die in der
DE 698 152 48 T2 beschriebene Lösung nutzt dazu die bekannte Abtragungsrate eines Abtragungs-Normals, dessen optische Charakteristik stetig vermessen wird. Im Einzelnen wird das Abtragungs-Normal mit bekannter Abtragungsrate so positioniert, dass eine Vermessung während der Abtragung durch ein optisches Erfassungssystem erfolgt. Somit kann eine Bedienperson die optischen Eigenschaften nach einer Abtragung genau und leicht messen, ohne zur Kalibrierung das Abtragungs-Normal zu bewegen. Die Messergebnisse können automatisch der Abtragungsvorrichtung eingegeben werden.
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Eine weitere bekannte, in [1] beschriebene Lösung, wie sie am Operationsmikroskop MEL 80 der Carl Zeiss Meditec AG praktiziert wird, sieht das Adaptieren eines Spaltlichtprojektors am Behandlungsgerät vor, der über einen Führungsmechanismus in die verschiedenen, zur Untersuchung nötigen Positionen gebracht werden kann. Hauptsächlichster Nachteil ist dabei, der durch den Führungsmechanismus eingeschränkte Patienten- und Bedienerfreiraum. Weiterhin muss bei Benutzung des Spaltprojektors die OP-Feld-Beleuchtung separat ausgeschaltet werden.
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In der
RU 2 183 107 C2 wird eine Lösung zur Behandlung der Hornhautkrankheiten von Augen, insbesondere zur Korrektur von Refraktionsfehlern beschrieben, die diesen Mangel nicht aufweist. Im Wesentlichen erfolgt dies durch eine Veränderung der Hornhautkrümmung, in dem Teile der Hornhaut mittels gepulster Laserstrahlung verdampft werden. Um eine möglichst exakte Bearbeitung der Hornhaut ermöglichen zu können ist es erforderlich, dass sowohl Strahlprofil als auch Energiedichte der Laserstrahlung an die unterschiedlichen, zu korrigierenden refraktiven Augenanomalien angepasst werden können. Von Vorteil ist es, die Behandlung durch ein aktives Eye-Tracking-System zu unterstützen. Auch eine Messung der bereits erfolgten Veränderungen der Hornhaut wäre in Behandlungspausen sinnvoll. Dadurch kann abgeschätzt werden welche Veränderungen hinsichtlich der zu erzielenden Hornhauttopographie bereits erzielt wurden sind. Bei der hier beschriebenen Lösung wird eine Laserstrahlung mit einem Gaußförmigen Profil erzeugt und über zwei rotierende Abtastspiegel auf die zu behandelnde Hornhaut projiziert. Die Lösung verfügt sowohl über ein aktives Verfolgungssystem als auch über ein Hornhauttopographie-System.
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Als weitere Nachteile, bei den nach dem Stand der Technik üblicherweise verwendeten Halogenlampen als Lichtquelle für die Spaltbeleuchtungseinrichtungen ist deren geringe Lebensdauer und starke Wärmeentwicklung anzusehen.
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Literatur:
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- [1] Prospekt; „Excimer-Laser MEL 80 – Wenn Sie mehr Leistung sehen wollen”; DS-Nr.: 000000-1382-096; Carl Zeiss Meditec AG; Deutschland 10/2005.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Lösung für ein refraktives Behandlungsgerät zur Verfügung zu stellen, mit dem Untersuchungen der Hornhaut direkt am Behandlungsgerät, ohne Einschränkungen des Patienten- und Bedienerfreiraumes erfolgen können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen refraktiven Behandlungsgerät mit Spaltbeleuchtung zur Nachuntersuchung besteht die zusätzlich vorhandene Spaltbeleuchtung aus zwei Spaltbeleuchtungseinheiten, die unter einem Winkel von etwa 40° zur optischen Achse, symmetrisch zu dieser, positionsfest angeordnet und auf den Ort des Patientenauges fokussiert sind, wobei die Spaltbeleuchtungseinheiten aus einer Lichtquelle, einer Projektionsoptik und strahlformenden und/oder -leitenden optischen Bauelementen bestehen und in einem Abstand von 200 bis 250 mm zu dem zu untersuchenden Auges (4) angeordnet sind.
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Obwohl die vorgeschlagene, technische Lösung insbesondere für Operationsmikroskope vorgesehen ist, kann sie prinzipiell auch bei anderen ophthalmologischen Behandlungsgeräten, die zur Untersuchung vor, während oder nach der Behandlung eine Spaltbeleuchtungseinrichtung benötigen, verwendet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dazu zeigen
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1: eine Prinzipdarstellung zur erfindungsgemäßen Lösung,
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2: eine Außenansicht der erfindungsgemäßen Spaltbeleuchtungseinrichtung und
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3: eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen, refraktiven Behandlungsgerätes mit Laserquelle auf Femtosekundenbasis.
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Das vorgeschlagene, refraktive Behandlungsgerät mit Spaltbeleuchtung zur Nachuntersuchung verfügt erfindungsgemäß über zwei zusätzlich vorhandene Spaltbeleuchtungseinheiten, die unter einem Winkel von etwa 40° zur optischen Achse, symmetrisch zu dieser, positionsfest angeordnet und auf den Ort des Patientenauges fokussiert sind. Sie bestehen aus einer Lichtquelle, einer Projektionsoptik und strahlformenden und/oder -leitenden optischen Bauelementen und sind in einem Abstand von 200 bis 250 mm zu dem zu untersuchenden Auges (4) angeordnet.
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Im Gegensatz zur üblichen Anwendung von Spaltbeleuchtungseinheiten werden diese, bei der vorgeschlagenen, technischen Lösung mit einem großem Arbeitsabstand zum Ort des Patientenauges angeordnet.
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Die Anordnung der Spaltbeleuchtungseinheiten in einem Winkel von etwa 40°, symmetrisch zur optischen Achse, auf einem gedachten Kreisbogen, dessen Mittelpunkt am Ort des Patientenauges liegt, ermöglicht eine schräge Beleuchtung des zu untersuchenden Auges aus zwei unterschiedlichen Richtungen, und zwar ohne dass der Patient seine Lage verändern muss. Die notwendigen Untersuchungen lassen sich direkt unter dem Operationsmikroskop durchführen.
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Hierzu zeigt 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Lösung, bei der die Spaltbeleuchtungseinheiten 1 in einem Winkel von etwa 40°, symmetrisch zur optischen Achse 2 des refraktiven Behandlungsgerätes 3 angeordnet sind und das Spaltbild schräg auf das zu untersuchende Auge 4 fokussieren.
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Auf der optischen Achse 2 liegt hierbei der eigentliche Behandlungsstrahl, der von einer Laserquelle erzeugt und in der Regel gepulst auf die zu behandelnden Flächen des Auges 4 fokussiert wird. In einer ersten besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden hierbei Laserquellen verwendet, deren Pulsdauer im Femtosekundenbereich mit Pulswiederholfrequenzen zwischen 10 und 500 kHz liegt.
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Um die Nachteile einer Halogen-Lichtquelle zu vermeiden werden hier als Lichtquelle für die Spaltbeleuchtungseinheiten LED's verwendet, deren Helligkeit stufenlos regelbar ist. Um dennoch die Farbtemperatur der Beleuchtungsstrahlung der Farbtemperatur konventioneller Halogenlampen anzugleichen, können neben Warm-White-LED's auch White-LED's mit vorschaltbaren Farbfiltern Verwendung finden, die in ihrer Helligkeit stufenlos regelbar sind.
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Da in der Regel das von LED's ausgesendete Strahlenbündel stark divergent ist, werden der Lichtquelle strahlformende und/oder -leitende optische Bauelemente vorgeordnet. Im Einzelnen kann dies eine Asphäre mit hoher numerischer Apertur sein. Außerdem befindet sich vor der Lichtquelle eine Spaltblende zur Erzeugung eines Spaltbildes, welches beispielsweise Breiten zwischen 0,10 und 0,50 mm und Höhen zwischen 10 und 15 mm aufweisen. Die bevorzugten Maße liegen bei 0,25 und 12 mm.
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Zur feinfühligen Bewegung des Spaltbildes über das Auge, verfügen die Spaltbeleuchtungseinheiten über eine Bedieneinheit, die im Einzelnen aus einem koaxialen Planetengetriebe mit einem entsprechenden Bedienelement besteht.
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Die Außenansicht der erfindungsgemäßen Spaltbeleuchtungseinrichtung ist in 2 dargestellt. Wie dieser zu entnehmen ist, weist die erfindungsgemäße Spaltbeleuchtungseinrichtung 1 eine rohrförmige Außenform auf, deren vorderes Ende 5.1 mit dem (nicht dargestellten) refraktiven Behandlungsgerät verbunden ist. In diesem vorderen Ende 5.1 der Spaltbeleuchtungseinrichtung 1 befindet sich die Lichtquelle, die über die Steuereinheit des refraktiven Behandlungsgerätes 3 mit einer Stromversorgung verbunden ist. In der rohrförmigen Außenform sind ausgehend von der Lichtquelle im weiteren Strahlverlauf strahlformende und/oder -leitenden optische Bauelemente, sowie eine Projektionsoptik angeordnet. In der Außenfläche des hinteren Endes 5.2 der rohrförmigen Außenform befindet sich eine Öffnung 6, aus der über einen Umlenkspiegel das Spaltbild austritt und auf das zu untersuchende Auge 4 fokussiert wird. Schließlich befindet sich an der Stirnfläche des hinteren Endes 5.2 der Spaltbeleuchtungseinrichtung 1 das Bedienelement 7, mit dem das Spaltbild feinfühlig über das Auge 4 bewegt werden kann. Das Bedienelement 7 ist mit einem, in der rohrförmigen Außenform untergebrachten, koaxialen Planetengetriebe verbunden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung steuert die, im refraktiven Behandlungsgerät vorhandene Steuereinheit ein intelligentes Beleuchtungsregime, nach dem maximal eine Beleuchtung des refraktiven Behandlungsgerätes, d. h. entweder eine der Spaltbeleuchtungseinheiten oder die Operationsfeld-Beleuchtung, in Betrieb ist. Bei abgeschlossener Behandlung, wird eine Spaltbeleuchtungseinheit eingeschaltet, wodurch gleichzeitig die Operationsfeld-Beleuchtung erlischt. Auch beim weiteren Umschalten auf die zweite Spaltbeleuchtungseinheit wird die erste abgeschaltet. Ist keine der Spaltbeleuchtungseinheiten mehr in Betrieb, so bleibt das refraktive Behandlungsgerät ausgeschaltet oder die Operationsfeld-Beleuchtung wird wieder aktiviert.
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3 zeigt eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen, refraktiven Behandlungsgerätes 3, basierend auf einer Laserquelle, mit einer Pulsdauer im Femtosekundenbereich und einer Pulswiederholfrequenz zwischen 10 und 500 kHz. Das beispielsweise zur Korrektur von Fehlsichtigkeit verwendete refraktive Behandlungsgerätes 3 besteht dabei aus einer Lagerungseinrichtung für einen Patienten in Form einer Liege 8 und einer Positioniereinrichtung 9, die die Liege 8 trägt und sie in allen drei Raumrichtungen bewegen kann. Die Liege 8 wird zur optischen Achse 2 des refraktiven Behandlungsgerätes 3 ausgerichtet, sobald der Patient seine Lage eingenommen hat. Das refraktive Behandlungsgerätes 3 verfügt weiterhin über einen Behandlungskopf 10, der über der Liege 8 angeordnet ist, sowie einen Mikroskop-Einblick 11, an dem ein Chirurg den Behandlungsfortschritt verfolgen kann. Außerdem sind zur Steuerung ein Computer 12 mit einer Tastatur 13 und einem Monitor 14 vorhanden. Aus der Lage der dargestellten beiden Spaltbeleuchtungseinheiten 1 ist ersichtlich, dass diese in einem großem Arbeitsabstand zum Ort des Patientenauges 4 angeordnet sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Spaltbeleuchtungseinheiten so ausgebildet, dass sie bei Nichtbenutzung in eine Ruheposition gefahren werden, wobei sich diese Ruheposition vorzugsweise, zumindest teilweise im Inneren des refraktiven Behandlungsgerätes befindet.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein refraktives Behandlungsgerät zur Verfügung gestellt, mit dem durch eine integrierte Spaltbeleuchtung Nachuntersuchungen des behandelten Auges möglich sind, ohne dass der Patient seine Position verändern muss. Die Untersuchung kann hierbei nicht nur vor oder nach, sondern auch während der Behandlung erfolgen, wenn die Behandlung beispielsweise unterbrochen ist.
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Durch die zusätzlich vorhandenen zwei Spaltbeleuchtungseinheiten kann das Auge aus verschiedenen Richtungen untersucht werden, wodurch die Sicherheit des Untersuchungsergebnisses wesentlich erhöht wird.
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Damit der Freiraum für Patient und Bediener nicht unnötig eingeschränkt wird, sind die beiden Spaltbeleuchtungseinheiten positionsfest in einem großen Arbeitsabstand angeordnet. Um dabei trotzdem eine hohe Feinfühligkeit der Bewegung des Spalts über das Auge zu erreichen, wird die Bewegung zwischen Bedienelement und Spaltbeleuchtungseinheit über ein Übersetzungsgetriebe gesteuert. Der vorhandene Freiraum, insbesondere für den Bediener, kann noch vergrößert werden, wenn die Spaltbeleuchtungseinheiten so ausgebildet sind, dass sie bei Nichtbenutzung in eine Ruheposition gefahren werden, wobei sich diese Ruheposition vorzugsweise, zumindest teilweise im Inneren des refraktiven Behandlungsgerätes befindet.
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Außerdem erleichtert das vorgeschlagene, intelligente Beleuchtungsregime die Bedienung des refraktiven Behandlungsgerätes ganz erheblich.
