DE102009043751A1 - Verfahren zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems und Lasersystem - Google Patents

Verfahren zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems und Lasersystem Download PDF

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Abstract

Bisher wird zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasers während der Ablation von Material eines ein- oder mehrschichtigen Testobjekts aus Polymethylmethacrylat (PMMA) die Anzahl der Laserpulse gezählt, die zum bereichsweisen Entfernen einer Schicht des Testobjekts benötigt werden. Die Entfernung der Schicht wird dabei durch Bildverarbeitung einer Kameraaufnahme identifiziert, was aufwendig, langsam und ungenau ist. Die Erfindung soll mit geringerem Aufwand eine höhere Geschwindigkeit und eine höhere Genauigkeit ermöglichen. Zu diesem Zweck ist für das Kalibrierverfahren vorgesehen, dass anhand von durch das Testobjekt reflektiertem Licht ein Wert, insbesondere ein lokaler Wert, einer optischen Eigenschaft des Testobjekts ermittelt wird. Anhand der optischen Eigenschaft, die in der Bearbeitungsposition aus dem reflektierten Licht ermittelt wird, kann mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit das Lasersystem mit geringem Aufwand kalibriert werden. Ophthalmologie.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems, wobei von einem Testobjekt mittels eines Laserlichtstrahls des Lasersystems Material abgetragen wird, ein Testobjekt zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems durch Abtragen von Material von dem Testobjekt und ein ophthalmologisches Lasersystem mit einem Laser zur Ablation von Material eines Körpers mittels eines Laserlichtstrahls.
  • Im Stand der Technik sind solche Maßnahmen bekannt aus US 5,464,960 A (latrotech, Inc.). Darin wird zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasers die Abtragung (Ablation) von Material eines ein- oder mehrschichtigen Testobjekts aus Polymethylmethacrylat (PMMA) beschrieben. Dabei wird die Anzahl der Laserpulse gezählt, die zum bereichsweisen Entfernen einer Schicht des Testobjekts benötigt wird. Die Entfernung der Schicht wird dabei durch Bildverarbeitung einer Kameraaufnahme identifiziert.
  • Nachteilig daran ist, dass die Erkennung eines Schichtdurchbruchs per Bildverarbeitung aufwendig, langsam und ungenau ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Testobjekt und ein Lasersystem der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass mit geringerem Aufwand eine höhere Geschwindigkeit und eine höhere Genauigkeit erreicht werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, durch ein Testobjekt, welches die in Anspruch 13 angegebenen Merkmale aufweist, durch ein Lasersystem, welches die in Anspruch 15 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist für das Kalibrierverfahren vorgesehen, dass anhand von durch das Testobjekt reflektiertem Licht ein Wert, insbesondere ein lokaler Wert, einer optischen Eigenschaft des Testobjekts ermittelt wird. Im Sinne der Erfindung bedeutet „durch das Testobjekt” sowohl „an dem Testobjekt” als auch „durch das Testobjekt hindurch”. Der ermittelte Wert kann ein Skalar, ein Vektor oder ein Tensor höherer Stufe sein. Der Wert kann eine digitale, insbesondere binäre, Größe sein oder einen kontinuierlichen Wertebereich aufweisen.
  • Dieses Verfahren erlaubt es, das Testobjekt an der Bearbeitungsposition zu platzieren, an der während einer laserchirurgischen Behandlung ein Auge, insbesondere eine Cornea, platziert wird. Das Testobjekt kann also gleichsam anstelle eines zu behandelnden Auges an der Bearbeitungsposition platziert werden. Vorteilhafterweise kann der Wert der optischen Eigenschaft ermittelt werden, während das Testobjekt in der Bearbeitungsposition verbleibt, so dass es eine gesonderte Untersuchung mit zusätzlichen Gerätschaften entfallen kann. Anhand der optischen Eigenschaft, die aus dem reflektierten Licht ermittelt wird, kann mit hoher Genauigkeit das Lasersystem kalibriert werden. Dadurch, dass dies in der Bearbeitungsposition erfolgt, kann die Kalibrierung schnell und mit geringem Aufwand durchgeführt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere die Energiedichte eines gepulsten Lasers zum Zweck der Ablation kalibriert werden. Dabei ist es nicht notwendig, zusätzliche Messgeräte wie beispielsweise ein Energiemessgerät außerhalb des Lasergerätes in der Bearbeitungsposition (Arbeitsebene) zu platzieren.
  • Vorzugsweise werden ein erster Wert der optischen Eigenschaft vor dem Abtragen und ein zweiter Wert der optischen Eigenschaft während des Abtragens oder nach dem Abtragen ermittelt. So kann mit geringem Aufwand eine Veränderung der optischen Eigenschaft ermittelt werden. Dabei erfolgt die Kalibrierung vorzugsweise in Abhängigkeit eines Unterschieds zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert. Das ermöglicht die Kalibrierung mit hoher Genauigkeit.
  • In einer ersten möglichen Ausgestaltung werden das Abtragen und Ermitteln des zweiten Wertes wiederholt durchgeführt und eine Anzahl von Wiederholungen ermittelt, bis ein Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Wert identifiziert wird, wobei die Kalibrierung anhand der ermittelten Anzahl durchgeführt wird. Die optische Eigenschaft kann beispielsweise das Reflexionsvermögen des Testobjekts in binärer Form sein, wenn sich im Moment des Durchbruchs einer Schicht des Testobjekts die Menge des reflektierten Lichts verändert (Auftreten oder Verschwinden einer Reflexion). Die Wiederholung des Abtragens führt zu einer bestimmten Anzahl von Pulsen bis zur Änderung der optischen Eigenschaft. Diese Ausgestaltung wird daher vorzugsweise für gepulste Laser verwendet. Anhand der Anzahl der Pulse kann der Wert der bis zu einem Zeitpunkt einer Reflexion oder bis zum Zeitpunkt eines Endes einer Reflexion eingetragenen Energie ermittelt und beim Kalibrieren verwendet werden. Neben der Anzahl ist dazu die ursprüngliche Dicke der abgetragenen Schicht als A-priori-Information notwendig vorauszusetzen. Sie kann fest vorgegeben sein.
  • In einer zweiten möglichen Ausgestaltung wird das Ermitteln des zweiten Wertes während des Abtragens wiederholt und das Abtragen fortgesetzt, bis ein Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Wert identifiziert wird, wobei eine Dauer des Abtragens ermittelt wird und die Kalibrierung anhand der ermittelten Dauer durchgeführt wird. Die Dauer ist bei einem Laser mit kontinuierlicher Emission (engl. „continuous-wave”; cw) die zur Anzahl der Pulse bei einem gepulsten Laser äquivalente Größe. Im übrigen entspricht die weitere Vorgehensweise in der zweiten Ausgestaltung derjenigen der ersten Ausgestaltung.
  • In einer dritten möglichen Ausgestaltung erfolgt die Kalibrierung anhand eines Grads einer Abweichung zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert der optischen Eigenschaft. Beispielsweise kann sich die optische Eigenschaft durch die Ablation graduell verändern. Bereits ein einzelner Laserpuls kann genügen, um anhand des Grades der Veränderung zwischen den Werten die eingetragene Energie zu ermitteln und anhand dieser die Kalibrierung durchzuführen.
  • Vorzugsweise wird das Testobjekt mittels einer Testlichtquelle mit Testlicht beleuchtet und zum Ermitteln des Werts der optischen Eigenschaft eine Menge von durch das Testobjekt reflektiertem Testlicht mittels eines Detektors aufgenommen. Dies kann vorteilhafterweise aus dem Halbraum des Lasersystems (bezüglich des Testobjekts) erfolgen. Die Testlichtquelle kann dabei ein Behandlungslaser sein, sofern sich dessen optische Leistung zwischen einer Therapieleistung und einer Beleuchtungsleistung umschalten lässt, beispielsweise durch einen schaltbaren Abschwächer im Strahlengang. Das Testlicht zur Beleuchtung wird vorzugsweise kollimiert, bevor es auf das Testobjekt gelangt, es kann aber auch auf dieses fokussiert werden.
  • Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen zur Aufnahme des reflektierten Testlichts ein nichtortsauflösender Detektor verwendet wird. Dadurch braucht zur Erkennung einer Änderung der optischen Eigenschaft, insbesondere des Reflexionsvermögens, durch Ablation einer Schicht nur ein Signal zeitlich aufgelöst ausgewertet zu werden. Die Auswertung kann insbesondere pulsweise erfolgen. Auf eine aufwendige Bildverarbeitung kann verzichtet werden. Beispielsweise kann der Detektor über genau ein Raumwinkelsegment integrieren, insbesondere mittels einer vorgeschalteten Optik.
  • In weitergehenden Ausführungsformen können die Verfahrensschritte vorteilhafterweise an verschiedenen Orten des Testobjekts ausgeführt werden, insbesondere mittels einer Ablenkeinheit des Lasersystems. Dabei kann vorteilhafterweise eine Tiefe der Abtragungen an den verschiedenen Orten in Abhängigkeit einer Auslenkung der Ablenkeinheit ermittelt wird, insbesondere mit äquidistanten Orten.
  • Als optische Eigenschaft wird vorzugsweise eine der Größen Reflexionsvermögen, Transmissionsvermögen, Streuvermögen, Fluoreszenz, Rückstreuvermögen und Polarisationsvermögen ermittelt. Beim Kalibrieren wird vorzugsweise mindestens einer der Laserparameter Energie, Fleckgröße, Abtastauslenkung und Fluenz ermittelt.
  • Besonders bevorzugt sind solche Ausprägungen des Verfahrens, in denen ein mehrschichtiges Testobjekt verwendet, wobei zwei aufeinanderfolgende Schichten ein unterschiedliches Reflexionsvermögen aufweisen. Ein solches Testobjekt ist einfach zu handhaben und ermöglicht so die schnelle Kalibrierung mit geringem Aufwand. Da die Schichtdicke eines solches Testobjekt mit hoher Genauigkeit vermessen und danach mit guter Reproduzierbarkeit hergestellt werden kann, ermöglicht es die Kalibrierung mit hoher Genauigkeit. Beispielsweise wird eine erste Schicht zumindest in einem Bereich abgetragen und in diesem Bereich von einer zweiten Schicht zumindest auf einer der ersten Schicht zugewandten Seite Licht, insbesondere spezielles Testlicht, reflektiert wird. Die Reflektion kann gerichtet oder diffus erfolgen. Der Energieeintrag in die erste der aufeinanderfolgenden Schicht erfolgt beispielsweise in Form mehrerer Pulse so, dass mit jedem dieser Pulse eine Dicke der Schicht verringert wird. Die die Dicke verringernden Pulse bis zur Ermittlung der Reflexion werden gezählt beziehungsweise, bei einem cw-Laser, die Bestrahlungsdauer gemessen und aus der Anzahl beziehungsweise der Dauer ein Wert der eingetragenen Energie ermittelt.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform wird ein einschichtiges Testobjekt aus lichtreflektierendem Material verwendet und vor einer lichtabsorbierenden Fläche angeordnet. Gleichwertig ist eine Ausführungsform, in der ein einschichtiges Testobjekt aus lichtabsorbierendem Material verwendet und vor einer lichtreflektierenden Fläche angeordnet wird. Ein einschichtiges Testobjekt, beispielsweise aus PMMA, kann mit noch geringerem Aufwand hergestellt und in der Dicke vermessen werden.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Steuereinheit und ein Computerprogramm, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sind.
  • Erfindungsgemäß ist ein Testobjekt mit zwei Schichten mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen für Licht vorgesehen. Vorzugsweise weist zumindest eine der Schichten ein Ablationsverhalten auf, das zumindest näherungsweise dem Ablationsverhalten einer Cornea entspricht. Zweckmäßigerweise absorbiert die erste Schicht einen ablatierenden Laserlichtstrahl zumindest in einem Bereich zumindest anteilig und weist zumindest in diesem Bereich eine zweite Schicht auf, die zumindest auf einer der ersten Schicht zugewandten Seite Licht reflektiert. Die Reflektion kann gerichtet oder diffus sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Testobjekt um einen Spiegel mit rauher Oberfläche handeln.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, in der eine Schicht zumindest teilweise retroreflektierend ausgebildet ist. Dadurch wird Licht, insbesondere Testlicht, mit hoher Effizienz reflektiert. Bei der Detektion kann so ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis erzielt werden. Die Retroreflexion hat durch die Reflexion von Licht entgegen dessen Einfallsrichtung unabhängig von der Einfallsrichtung zudem den großen Vorteil, dass es bei der Platzierung des Testobjekts in der Bearbeitungsposition nicht auf die Ausrichtung des Testobjekts relativ zum Laser(system) ankommt. Das vereinfacht die Handhabung und verbessert die Genauigkeit der Kalibrierung.
  • Für ein erfindungsgemäßes ophthalmologisches Lasersystem mit einem Laser zur Ablation von Material eines Körpers mittels eines Laserlichtstrahls, einem Bearbeitungsbereich zur Anordnung des Körpers, einer Testlichtquelle zur wenigstens teilweisen Beleuchtung des Bearbeitungsbereichs mit Testlicht längs eines Beleuchtungsstrahlengangs und einem optoelektronischen Detektor zur Aufnahme von im Bearbeitungsbereich reflektiertem Testlicht längs eines Detektionsstrahlengangs ist vorgesehen, dass der Detektionsstrahlengang und der Beleuchtungsstrahlengang bezüglich des Bearbeitungsbereichs in einem identischen Halbraum angeordnet sind. Dadurch kann durch die Probe reflektiertes Licht mit den erfindungsgemäßen Vorteilen gemessen und zur Kalibrierung verwendet werden.
  • Vorzugsweise sind der Beleuchtungsstrahlengang und der Detektionsstrahlengang teilweise identisch. Beispielsweise können sie mittels eines Strahlteilers gekoppelt sein. Vorteilhaft ist eine Ausführungsform mit Identität von Testlichtquelle und Laser. Dadurch wird nur eine Lichtquelle benötigt. Der Laser muss dazu neben einer optischen Therapieleistung für chirurgische Eingriffe auch eine geringere Beleuchtungsleistung bereitstellen, beispielsweise durch einen Abschwächer in Form eines akustooptischen einstellbaren Filters oder einen in den Strahlengang schwenkbaren Abschwächers. Es ist auch denkbar, den Laser selbst mit geringerer Leistung anzusteuern.
  • Bevorzugt sind Ausführungsformen mit einer Kollimationsoptik im Beleuchtungsstrahlengang der Testlichtquelle. Es ist aber beispielsweise alternativ auch eine Fokussieroptik möglich, die das Testlicht auf/in dem Testobjekt fokussiert.
  • In einer weitergehenden Ausgestaltung weisen der Beleuchtungsstrahlengang und der Detektionsstrahlengang in ihrem identischen Teil eine Ablenkeinheit auf. Dadurch kann die Kalibrierung an verschiedenen Orten des Testobjekts durchgeführt werden. Insbesondere kann dadurch auf die Ablenkeinheit anhand des Werts der optischen Eigenschaft kalibriert werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Lasersystem ist vorzugsweise mit einer Steuereinheit ausgerüstet, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein erstes ophthalmologisches Lasersystem in schematischer Darstellung und
  • 2 ein zweites ophthalmologisches Lasersystem in schematischer Darstellung.
  • In allen Zeichnungen tragen übereinstimmende Teile gleiche Bezugszeichen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ophthalmologischen Lasersystems 1, das einen Behandlungslaser 2 zur Ablation von in einer Bearbeitungsposition in einer Bearbeitungsebene 3 angeordnetem Material aufweist, beispielsweise einen gepulsten Excimerlaser. Von dem Behandlungslaser 2 führt ein Behandlungsstrahlengang 4 zur Bearbeitungsposition. Das Lasersystem 1 ist darüber hinaus mit einer Testlichtquelle 5 ausgerüstet, beispielsweise einem UV-Laser mit optischer Beleuchtungsleistung/-intensität. Von der Testlichtquelle 5 führt ein Beleuchtungsstrahlengang 6, der eine Kollimationsoptik (nicht abgebildet) umfasst, zum Kreuzungspunkt des Behandlungsstrahlengangs 4 mit der Bearbeitungsebene 3. Über einen Strahlteiler 7, beispielsweise ein 50:50 Neutralteiler, ist ein Detektor 8, beispielsweise eine Photodiode, in den Beleuchtungsstrahlengang 6 gekoppelt, wodurch ein Beobachtungsstrahlengang 9 definiert ist, der teilweise mit dem Beleuchtungsstrahlengang 6 zusammenfällt. Die nichtkollineare von Behandlungs- und Beleuchtungslichtstrahl hat den Vorteil, dass der Strahlengang eines vorhandenen Behandlungslasers unverändert bleiben kann. Der Behandlungsstrahlengang 4 ist vorzugsweise mittels einer Ablenkeinheit 13 (engl. „scanning unit”) beweglich, so dass sich die Bearbeitungsposition zumindest in der Bearbeitungsebene 3 verschieben lässt. In alternativen Ausführungsformen (nicht dargestellt) kann auch der Beleuchtungsstrahlengang 6 eine Ablenkeinheit aufweisen, so dass die beobachtete Stelle an die Bearbeitungsposition angepasst werden kann.
  • In der Bearbeitungsebene 3 an der Bearbeitungsposition (Ort der Ablation) wird zum Zwecke der Kalibrierung ein zu ablatierendes Testobjekt 10 platziert, das für den kollimierten Testlichtstrahl (Monitorlaserstrahl), der längs des Beleuchtungsstrahlengangs 6 auf das Testobjekt 10 zielt, nicht durchlässig ist. Es handelt sich beispielsweise um eine Platte aus PMMA. Unterhalb des Testobjektes befindet sich ein Retroreflektor 11 der den Testlichtlaserstrahl in sich zurückreflektiert, sobald das Testobjekt 10 durch den Laserstrahl des Behandlungslasers 2 vollständig ablatiert ist. Der Retroreflektor 11 ist zwar beispielsweise nicht mit dem Testobjekt 10 verbunden, ist aber im Sinne der Erfindung als Teil des Testobjekts 10 anzusehen, da er eine zweite Schicht mit (drastisch) abweichendem Reflexionsvermögen bereitstellt.
  • Der Detektor 8 ist mit einer Steuereinheit 12 verbunden, die auch den Behandlungslaser 2 steuert. Die Steuereinheit kalibriert den Behandlungslaser 2, indem sie eine optische Eigenschaft des Testobjekts 10 wie das Reflexionsvermögen anhand von reflektiertem Testlicht ermittelt. Das PMMA absorbiert den Beleuchtungslichtstrahl der Testlichtquelle 5. Die Steuereinheit 12 lässt den Behandlungslaser 2 eine Folge von Pulse auf die Bearbeitungsposition abgeben, wobei bei jedem Puls Material von dem Testobjekt 10 abgetragen wird. Die Steuereinheit 12 zählt die Pulse des Lasers 2, die benötigt werden, um das Testobjekt vollständig zu ablatieren und den Retroreflektor freizulegen. In alternativen Ausgestaltungen kann ein Muster aus äquidistanten Flecken bestrahlt werden, wobei an diesen mehreren Stellen mehrschichtiges Material ablatiert wird (sukzessive Ablation der Schichten). Damit ist die erzielte Tiefe abhängig von der Scannerauslenkung und man kann gleichzeitig die Scannerauslenkung überprüfen oder kalibrieren.
  • Sobald durch Ablation das Testobjekt 10 durchbrochen wird, tritt Retroreflexion auf und der Strahlteiler 7 lenkt den retroreflektierten Testlichtlaserstrahl auf den optischen Detektor 8. Um eine Änderung der optischen Eigenschaft „Reflexionsvermögen” des Testobjekts 10 an der Bearbeitungsposition zu ermitteln, liest die Steuereinheit 12 nach jedem Laserpuls (beziehungsweise jeder Schicht) den Detektor 8 für den aus. Die gemessene Intensität ist gleichsam ein binäres Maß für das Reflexionsvermögen, das mit geringem Aufwand ermittelt werden kann. Wenn die gemessene Intensität einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wird die Ablation gestoppt. Anhand der vorgegebenen Dicke der durchbrochenen Schicht des Testobjekts 10 und der Anzahl der dazu benötigten Pulse wird entsprechend US 5,464,960 A der Behandlungslaser in Form einer ablativen Korrektur kalibriert. Beispielsweise kann anhand dieser beiden Größen die Laserenergie, die bestrahlte Fleckgröße (engl. „spot size”) und/oder die Fluenz des Lasers 2 eingestellt werden, beispielsweise gemäß einer gespeicherten Kennlinie in Abhängigkeit der bestimmten Pulsanzahl (beziehungsweise Schichtanzahl). Es ist auch möglich, die Auslenkung der Ablenkeinheit zu kalibrieren.
  • Der Retroreflektor 11 kann beispielsweise für weitere Kalibrierungen wiederverwendet werden. Zwischen dem Testobjekt 10 und dem Retroreflektor 11 ist eine Schutzschicht, beispielsweise eine Glasplatte, angeordnet, die für die Strahlung des Behandlungslasers 2 undurchlässig, jedoch für das Testlicht zumindest teilweise transparent ist. Diese kann in anderen Ausführungsformen entfallen. In einer besonderen alternativen Ausführungsform ist der Retroreflektor ein Teil des Testobjekts 10, ist also mit der zu ablatierenden Schicht verbunden. Dies kann beispielsweise durch Verkleben oder Verklammern geschehen. Insbesondere kann der Retroreflektor als Folie ausgebildet sein. Das Testobjekt 10 wird dabei verbraucht und kann als Nachweis für eine durchgeführte Kalibrierung dienen.
  • Anstelle eines auf der dem Detektor 8 zugewandten Seite absorbierenden Testobjekts 10 ist es auch möglich, ein dort reflektierendes Testobjekt (nicht abgebildet) zu verwenden. Auf der entgegengesetzten Seite des Testobjekts 10 muss dann eine absorbierende Schicht oder eine vom Testobjekt 10 separate Lichtfalle angeordnet sein, um eine Änderung im Reflexionsvermögen mit hoher Genauigkeit detektieren zu können.
  • Anstelle mehrerer Pulse kann, beispielsweise bei einem fluoreszierenden Testobjekt, ein einzelner Puls genügen. Zur Kalibrierung des Lasers 2 wird dann die resultierende Fluoreszenzintensität verwendet.
  • Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die nochmalige Ablation mit der neu eingestellten Energie an einem weiteren Ort auf dem Testobjekt, um die neue Einstellung zu prüfen oder um sich iterativ einem genaueren Wert zu nähern.
  • Anstelle eines festen Bestrahlungsmusters kann ein variierendes Bestrahlungsmuster verwendet werden, insbesondere kumulativ, bis eine vorgegebene Änderung des Werts der optischen Eigenschaft festgestellt wird. Auch hierbei kann aus der Anzahl der notwendigen Pulse (oder der Dauer) auf Basis der vorgegebenen Dicke eine Stellgröße des Lasersystems 1 ermittelt werden.
  • Ausführungsformen, bei denen der Beleuchtungsstrahlengang 6 den Behandlungsstrahlengang 4 kreuzt, haben den Vorteil einer guten Rauschunterdrückung.
  • In 2 ist hingegen ein Lasersystem 1 dargestellt, bei dem der Beleuchtungsstrahlengang 6 der Testlichtquelle 5 und der Behandlungsstrahlengang 4 des Behandlungslasers 2, beispielsweise ein UV-Laser, kollinear auf das Testobjekt 10 treffen. Die Testlichtquelle 5 kann hier beispielsweise in Ziellaser sein, der in bekannten Lasersystemen bereits zur Verfügung steht. Da ophthalmologische Lasersysteme in der Regel über einen sogenannten Energiemonitor (beispielsweise für UV-Strahlung) verfügen, der über einen Strahlteiler in den Behandlungsstrahlengang 4 eingekoppelt ist, kann der Detektor 8 zur Kalibrierung auf der bisher ungenutzten Strahlteilerseite angeordnet werden, so dass der Strahlteiler den Beobachtungsstrahlengang 9 wiederum auf den Detektor 8 auskoppelt. Eine zusätzliche Ablenkeinheit für die Testlichtquelle 5 ist nicht notwendig, da der Beleuchtungsstrahlengang 6 ohnehin über die Ablenkeinheit 13 des Behandlungslasers 2 führt. Im übrigen wird auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
  • Hinsichtlich der Vorgehensweise zur Kalibrierung anhand der Pulsanzahl (oder analog der Bestrahlungsdauer bei einem cw-Laser) wird hier die Offenbarung der US 5,464,960 im vollem Umfang miteinbezogen. Gegenüber US 5,464,960 hat die Erfindung den Vorteil, dass auf eine aufwendige Durchbrucherkennung per Bildverarbeitung verzichtet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ophthalmologisches Lasersystems
    2
    Behandlungslaser
    3
    Bearbeitungsebene
    4
    Behandlungsstrahlengang
    5
    Testlichtquelle
    6
    Beleuchtungsstrahlengang
    7
    Strahlteiler
    8
    Detektor
    9
    Beobachtungsstrahlengang
    10
    Testobjekt
    11
    Retroreflektor
    12
    Steuereinheit
    13
    Ablenkeinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5464960 A [0002, 0035]
    • US 5464960 [0043, 0043]

Claims (18)

  1. Verfahren zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems (1), wobei von einem Testobjekt (10) mittels eines Laserlichtstrahls des Lasersystems (1) Material abgetragen wird und wobei anhand von durch das Testobjekt (10) reflektiertem Licht ein Wert einer optischen Eigenschaft des Testobjekts (10) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erster Wert der optischen Eigenschaft vor dem Abtragen und ein zweiter Wert der optischen Eigenschaft während des Abtragens oder nach dem Abtragen ermittelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kalibrierung in Abhängigkeit eines Unterschieds zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, – wobei das Abtragen und Ermitteln des zweiten Wertes wiederholt wird und eine Anzahl von Wiederholungen ermittelt wird bis ein Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Wert identifiziert wird, wobei die Kalibrierung anhand der ermittelten Anzahl durchgeführt wird oder – wobei das Ermitteln des zweiten Wertes während des Abtragens wiederholt und das Abtragen fortgesetzt wird bis ein Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Wert identifiziert wird, wobei eine Dauer des Abtragens ermittelt wird und die Kalibrierung anhand der ermittelten Dauer durchgeführt wird oder – wobei die Kalibrierung anhand eines Grads einer Abweichung zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert der optischen Eigenschaft erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Testobjekt mittels einer Testlichtquelle mit Testlicht beleuchtet und zum Ermitteln des Werts der optischen Eigenschaft eine Menge von durch das Testobjekt reflektiertem Testlicht mittels eines Detektors (8) aufgenommen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei zur Aufnahme des reflektierten Testlichts ein nichtortsauflösender Detektor verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte an verschiedenen Orten des Testobjekts ausgeführt werden, insbesondere mittels einer Ablenkeinheit (13) des Lasersystems.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Tiefe der Abtragungen an den verschiedenen Orten in Abhängigkeit einer Auslenkung der Ablenkeinheit ermittelt wird, insbesondere mit äquidistanten Orten.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als optische Eigenschaft eine der Größen Reflexionsvermögen, Transmissionsvermögen, Streuvermögen, Fluoreszenz, Rückstreuvermögen und Polarisationsvermögen ermittelt wird und/oder wobei beim Kalibrieren mindestens einer der Laserparameter Energie, Fleckgröße, Abtastauslenkung und Fluenz ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein mehrschichtiges Testobjekt verwendet, wobei zwei aufeinanderfolgende Schichten ein unterschiedliches Reflexionsvermögen aufweisen.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein einschichtiges Testobjekt aus lichtreflektierendem Material verwendet und vor einer lichtabsorbierenden Fläche angeordnet wird oder wobei ein einschichtiges Testobjekt aus lichtabsorbierendem Material verwendet und vor einer lichtreflektierenden Fläche angeordnet wird.
  12. Steuereinheit (12) oder Computerprogramm, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Testobjekt (10) zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems (1) durch Abtragen von Material von dem Testobjekt (10), gekennzeichnet durch zwei Schichten mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen für Licht.
  14. Testobjekt nach Anspruch 13, wobei eine Schicht zumindest teilweise retroreflektierend ausgebildet ist.
  15. Ophthalmologisches Lasersystem (1) mit einem Laser (2) zur Ablation von Material eines Körpers (10) mittels eines Laserlichtstrahls, einem Bearbeitungsbereich zur Anordnung des Körpers (10), einer Testlichtquelle (5) zur wenigstens teilweisen Beleuchtung des Bearbeitungsbereichs mit Testlicht längs eines Beleuchtungsstrahlengangs (6) und einem optoelektronischen Detektor (8) zur Aufnahme von im Bearbeitungsbereich reflektiertem Testlicht längs eines Detektionsstrahlengangs (9), wobei der Detektionsstrahlengang (9) und der Beleuchtungsstrahlengang (6) bezüglich des Bearbeitungsbereichs in einem identischen Halbraum angeordnet sind.
  16. Lasersystem nach Anspruch 15, wobei der Beleuchtungsstrahlengang und der Detektionsstrahlengang teilweise identisch sind, insbesondere mit Identität von Testlichtquelle und Laser.
  17. Lasersystem nach Anspruch 16, wobei der Beleuchtungsstrahlengang und der Detektionsstrahlengang in ihrem identischen Teil eine Ablenkeinheit (13) aufweisen.
  18. Lasersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit nach Anspruch 12 und/oder ein Testobjekt nach Anspruch 14 oder 14.
DE102009043751.7A 2009-09-30 2009-09-30 Verfahren zur Kalibrierung eines ophthalmologischen Lasersystems und Lasersystem Active DE102009043751B4 (de)

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