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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung mit einem steuerbaren Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls und Strahlsteuerungsmitteln zum Einstellen des Fokusbereichs eines gesteuerten Abschnitts des Laserstrahls in drei Raumrichtungen.
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Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind an sich bekannt. 1 zeigt eine Ausführungsform eines bekannten Systems zur Materialbearbeitung und zum Messen mittels Laserstrahlung mit einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 und einer Vorrichtung 100' zum Steuern bzw. Betreiben der Einrichtung 10. Die Einrichtung 10 umfasst einen steuerbaren Laser 14 zum Erzeugen eines Laserstrahls 16, Strahlsteuerungsmittel 18 zum Einstellen des Fokusbereichs eines gesteuerten Abschnitts 20 des Laserstrahls in drei Raumrichtungen X, Y und Z, und eine Objektiveinrichtung 22 zum Bündeln bzw. Fokussieren des gesteuerten Abschnitts 20 des Laserstrahls 16 auf das zu bearbeitende Material. Das zu bearbeitende Material kann ein biologisches Gewebe, wie etwa ein Auge 12, insbesondere ein menschliches Auge, sein.
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Eine Vorrichtung 100' zum Steuern bzw. Betreiben der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 umfasst einen Computer 102' mit einem Anzeigemittel bzw. Display 150 zum Anzeigen von Betriebszuständen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 und/oder des Computers 102', Eingabemittel 160 zum Eingeben von Benutzerbefehlen zum Bedienen des Computers 102' und von Benutzerbefehlen und/oder -befehlssequenzen zum Steuern bzw. Betreiben der Einrichtung 10. Die Eingabemittel 160 können eine Tastatur, eine Maus, einen Leuchtstift oder auch eine berührungsempfindliche Fläche (einen Touchscreen), die bzw. der über einem Bildschirm des Anzeigemittels 150 angeordnet sein kann. Die Vorrichtung 100' bzw. der Computer 102' umfasst ferner Benutzersteuerungsmittel 120 zum Eingeben und Darstellen von eingegebenen Steuerungsbefehlen bzw. -befehlssequenzen und zum Überwachen des Betriebs bzw. des Betriebszustands der Einrichtung 10. Zum Erfüllen ihrer Funktionen sind die Benutzersteuerungsmittel 120 mit dem Anzeigemittel 150 und den Eingabemitteln 160 über ein internes Bussystem des Computers 102' operativ verbunden.
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Die Vorrichtung 100' bzw. der Computer 102' umfasst ferner Steuerungsmittel 24 zum Ansteuern der Strahlsteuerungsmittel 18. Die Steuerungsmittel 24 können einen von einem Benutzer bedienbaren Schalter 162, beispielsweise einen Fußschalter, zum Ein- bzw. Ausschalten der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 und/oder zum Ändern der Energie bzw. Intensität des von dem Laser 14 erzeugten Laserstrahls 16 umfassen. Zum Erfüllen der vorgenannten Aufgaben sind die Steuerungsmittel 24 über eine erste bi-direktionale Datenübertragungsverbindung 180 und eine zweite bi-direktionale Datenübertragungsverbindung 190 mit den Strahlsteuerungsmitteln 18 verbunden.
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Die Vorrichtung 100' bzw. der Computer 102' umfasst ferner eine Befehlsbibliothek 140 zum Speichern und Bereitstellen von Strahlsteuerungsinformationen bzw. Strahlsteuerungsbefehlen für die Strahlsteuerungsmittel 18 und gegebenenfalls für die Steuerungsmittel 24.
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Zur Übertragung von Daten bzw. Informationen zwischen der Befehlsbibliothek 140 und den Steuerungsmitteln 24 sowie den steuerbaren Laser 14 bzw. Strahlsteuerungsmitteln 18 der Einrichtung 10 weist die Vorrichtung 100' bzw. der Computer 102' ferner eine Schnittstelle 110 auf. Die Schnittstelle 110 ist über die erste bi-direktionale Datenübertragungsverbindung 180 mit dem steuerbaren Laser 14 und mit den Strahlsteuerungsmitteln 18 und über die zweite bi-direktionale Datenübertragungsverbindung 190 mit den Steuerungsmitteln 24 operativ verbunden.
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Die Benutzersteuerungsmittel 120 können Hardware, wie etwa Teile eines Datenspeichers des Computers 102', Teile eines Arbeitsspeichers des Computers 102', Teile einer Anzeigefläche der Anzeigemittel 150, ein Laufwerk zum Betreiben eines Datenspeichers, im Daten- und/oder Arbeitsspeicher des Computers 102' abgelegte Steuerungsbefehle sowie eine benutzerspezifische Software umfassen.
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Die Befehlsbibliothek 140 kann in einem Daten- bzw. Arbeitsspeicher des Computers 102' gespeicherte, für die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 systemspezifische Steuerungsbefehle und -befehlssequenzen und Software, wie etwa eine Datenbanksoftware, zum Organisieren, Verwalten und Aktualisieren der Steuerungsbefehle und -befehlssequenzen umfassen.
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Die Steuerungsmittel 24 können für die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 systemspezifische Steuerungselektronik, Steuerungsbefehle und Statusregister zum Speichern und Bereitstellen von Statusinformation bezüglich des Betriebs und/oder des Betriebszustands der Einrichtung 10 umfassen. Die Steuerungsmittel 24 können als eine Einschubkarte mit der erforderlichen Elektronik und den erforderlichen Speichermitteln zum Einschieben in einen Slot des Computers 102' oder alternativ als eine gesonderte Einrichtung mit einem eigenen Gehäuse und einer eigenen Schnittstelle 26 ausgebildet sein.
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Die Benutzersteuerungsmittel 120 stellen einem Benutzer, beispielsweise einem Materialbearbeitungsingenieur, einem Arzt oder einem Augenchirurgen, eine Benutzeroberfläche zur Verfügung, mittels der der Benutzer den Betrieb und alle Funktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 betreiben, d.h. kontrollieren, überwachen und/oder steuern kann. Die Benutzeroberfläche kann elektromechanische Bedien- und/oder Eingabeelemente, wie etwa Schalter, Wahlschalter, Drehregler, Anzeigeeinrichtungen, wie etwa alphanumerische Displays, LCD-Displays, und/oder auch die vorgenannten Eingabemittel 160 und Anzeigemittel 150 und eine zum systemspezifischen Ansteuern der Anzeigemitteln und der Eingabemittel 160 entwickelte Software umfassen.
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Die mit Verweis auf die 1 beschriebene Vorrichtung 100' zum Betreiben der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 weist einen Nachteil auf, nämlich dass ein Test der Einrichtung 10 oder ein Test und/oder eine Aktualisierung der Vorrichtung 100' mit den Benutzersteuerungsmitteln 120, der Befehlsbibliothek 140, den Steuerungsmittel 24 und/oder der Schnittstelle 110 nur ausgeführt werden können, wenn ein vollständig aufgebautes und betriebsbereites System umfassend die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 und die Vorrichtung 100' zur Verfügung steht. Das Bereitstellen eines vollständigen Systems ist nicht immer praktikabel. Ein erstes Beispiel dafür ist, wenn nur die Benutzersteuerungsmittel 120 und/oder die davon betriebene Benutzeroberfläche aktualisiert werden soll. In diesem Fall ist die operative erste bi-direktionale Datenübertragungsverbindung 180 zwischen der Vorrichtung 100' und der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 nicht erforderlich. Ein zweites Beispiel, wo das Bereitstellen eines vollständigen Systems nicht praktikabel ist, ist, wenn neu entwickelte Algorithmen zum Betreiben der Strahlsteuerungsmittel 18, beispielsweise neu entwickelte Verfahren für die Materialbearbeitung und/oder neu entwickelte augenchirurgische Verfahren, wie etwa Algorithmen zum Ausführen bestimmter Abtastungen (Scans) des zu bearbeitenden Materials oder zum Durchführen von laseroptischen Messungen an dem im gesteuerten Abschnitt 20 des Laserstrahls 16 angeordneten Material durchgeführt werden sollen.
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Die
US 2002 / 0 193 704 A1 betrifft ein Lasersystem zur Bewirkung von Photodisruption im Augengewebe. Das System setzt dabei eine Software zur Steuerung eines Laserstrahls ein. Das System umfasst ferner eine optische Ablenkeinheit mit X-, Y- und Z-Galvanometern. Zwischen der Software und der Hardware des Lasersystems sind verschiedene Schnittstellen vorgesehen. Eine Schrittsteuerungskarte dient zur Steuerung der X-, Y- und Z-Bewegung. Mit Hilfe einer graphischen Benutzeroberfläche (GUI) kann ein Operateur mit dem Lasersystem interagieren. In einem Trockenmodus erlaubt die Software ein Betreiben der Systemhardware ohne Abfeuern des Lasers und die Sequenzierung des Instruments ohne Anschalten des Lasers, womit dieser Modus während einer Instrumentinstandsetzung oder eines Tests genutzt werden kann.
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Die Martin, Robert C.: The test bus imperative: Architectures that support automated acceptance testing, IEEE Software, Vol. 22, No. 4, S. 65-67 betrifft einen Testbus für ein Softwaresystem, welcher Einheitlichkeits- und Akzeptanztests ermöglicht, die ein modulares und merkmalsgemäßes Verhalten spezifizieren.
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Die ABBOTT Medical Optics: IntraLase Technology - Truly Customizable Architecture, Document Nr. IL 1180 Rev. A. betrifft ein Lasersystem zum Schneiden von elliptischen Flaps.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren zum Betreiben einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der Tests und/oder Aktualisierungen einzelner Komponenten, wie etwa der Strahlsteuerungsmittel 18, der Steuerungsmittel 24, der Benutzersteuerungsmittel 120 und/oder der Befehlsbibliothek 140 vorgenommen und getestet werden können, ohne dass, wie oben beschrieben, ein vollständiges System 10, 100' zur Verfügung steht, und/oder wobei nur die jeweils zu testenden und/oder zu aktualisierenden Komponenten und die in operativer Verbindung mit diesen Komponenten stehenden anderen Komponenten des Systems zur Verfügung stehen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, eine Laserbearbeitungs- und Messeinrichtung nach Anspruch 13 und ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Betreiben einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung mit einem steuerbaren Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls und Strahlsteuerungsmitteln zum Einstellen des Fokusbereichs eines gesteuerten Abschnitts des Laserstrahls in drei Raumrichtungen X, Y und Z. Die Vorrichtung weist eine Schnittstelle zum Betreiben einer ersten bi-direktionalen Datenübertragungsverbindung mit dem Laser und den Strahlsteuerungsmitteln und Benutzersteuerungsmittel zum Eingeben und Darstellen von Steuerungsbefehlen und zum Steuern des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung auf.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung ferner Simulationsmittel zum Simulieren des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung und der Benutzersteuerungsmittel. Die Simulationsmittel weisen Testmittel auf, um Datenübertragungsfunktionen zwischen der Einrichtung und der Vorrichtung, die im realen Betrieb eines vollständigen, die Vorrichtung und die Einrichtung umfassenden Systems auftreten, selbst dann zu simulieren, wenn die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung nicht betriebsbereit und/oder nicht an die Schnittstelle angeschlossen ist, wobei die simulierten Datenübertragungsfunktionen eine Rückmeldung der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung umfassen. Die Simulationsmittel ermöglichen, dass auf das Bereitstellen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung verzichtet werden kann, wenn nur die Benutzersteuerungsmittel aktualisiert und/oder auf ihre volle Funktionsfähigkeit hin getestet werden sollen.
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Die Vorrichtung zum Betreiben der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung kann ferner eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Eingabemasken für Steuerungsbefehle und/oder -befehlssequenzen, und/oder Informationen bezüglich des Betriebs und/oder Betriebszustands der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, und Eingabemittel zum Eingeben von Steuerungsbefehlen und/oder - befehlssequenzen und/oder von Informationen bezüglich des Betriebs und/oder Betriebszustands der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung umfassen.
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Derartige Anzeige- und/oder Eingabemittel ermöglichen die operative Interaktion zwischen der erfindungsgemäßen Betriebs- bzw. Bedienvorrichtung und einem Benutzer benutzerfreundlich zu gestalten.
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Die Vorrichtung kann ferner eine Befehlsbibliothek zum Bereitstellen von Steuerbefehlen und/oder -befehlssequenzen an der Schnittstelle aufweisen. Eine derartige Befehlsbibliothek ermöglicht es, alle systemspezifischen Steuerungsbefehle und/oder -befehlssequenzen für den Betrieb des Lasers und/oder der Strahlsteuerungsmittel zentral und/oder in einem kompakten Speicherbereich eines Computers bereitzustellen.
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Die Testmittel können zudem Datenübertragungsfunktionen der Strahlsteuerungsmittel simulieren. Die Testmittel ermöglichen es, den Betrieb und den vollständigen Datentransfer zum Steuern und Überwachen des Betriebs bzw. Betriebszustand der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung über die Schnittstelle zu simulieren, ohne dass die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung selbst bereitgestellt und/oder betriebsbereit ist.
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Die Bedienvorrichtung kann ferner Steuerungsmittel zum Ansteuern der Strahlsteuerungsmittel umfassen, wobei die Schnittstelle zum Betreiben einer zweiten bi-direktionalen Datenübertragungsverbindung mit den Steuerungsmitteln ausgebildet ist und wobei die Testmittel zum Simulieren von Datenübertragungsfunktionen der Steuerungsmittel ausgebildet sind.
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Bevorzugt umfassen die Steuerungsmittel auch einen Benutzerschalter zum Ein- bzw. Ausschalten der Strahlsteuerungsmittel, und die Testmittel umfassen eines oder mehrere der folgenden Elemente: Simulationsmittel für systemspezifische Eingabemittel, wie etwa den Benutzerschalter, Simulationsmittel für eine Energieänderung des Laserstrahls, Anzeigemittel für einen Ladezustand einer Strahlsteuerungsbefehlssequenz und Anzeigemittel für eine Strahlsteuerungsausgabeinformation. Hierbei können die Anzeigemittel für den Ladezustand insbesondere eine Information von der Art „Strahlsteuerungsbefehlssequenz geladen“ anzeigen. Die Anzeigemittel für die Strahlsteuerungsausgabeinformation kann insbesondere eine Information von der Art „Energieänderung erforderlich“ anzeigen. Durch diese Ausgestaltung können die Vorrichtung bzw. der Computer, die Benutzersteuerungsmittel, die Befehlsbibliothek und/oder die Steuerungsmittel getestet bzw. aktualisiert werden, und zwar bezüglich aller denkbaren Steuerungsbefehle und Steuerungsbefehlssequenzen für die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, selbst wenn weder die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung noch der Benutzerschalter bereitgestellt bzw. betriebsbereit operativ mit der Vorrichtung bzw. dem Computer gekoppelt ist.
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Das Simulationsmittel kann dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere der folgenden Funktionen des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung zu simulieren:
- Einstellen und/oder Überprüfen von Grundeinstellungen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- vorbestimmte Kalibrationsarten der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- vorbestimmte Strahlsteuerungstests der Strahlsteuerungsmittel der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- vorbestimmte Materialbearbeitungsoperationen, insbesondere vorbestimmte chirurgische Operationen, die von der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung ausgeführt werden können,
- vorbestimmte Strahlablenkungsfunktionen, die von den Strahlsteuerungsmitteln ausgeführt werden können,
- vorbestimmte Dienstfunktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- Ausgabe von Fehlerkodes durch die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise aus einer Fehlerdatei der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- Überwachen und/oder Einhalten von vorbestimmten Grenzwerten von Betriebsparametern der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise mittels einer Grenzwertdatei der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- Ein- und/oder Ausgabe von vorbestimmten Systembetriebsparametern bezüglich des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise unter Benutzung eines Betriebsparameterregisters der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, und Ausgabe von Systemstatusparametern der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise aus einem Statusparameterregister der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung.
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Eine derartige Ausbildung der Simulationsmittel und der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung ermöglicht es, dass die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung eine Einrichtung zum Ausführen von vorbestimmten ophtalmologischchirurgischen Operationen und zum Durchführen von Messungen an einem biologischen Gewebe, insbesondere an einem menschlichen Auge, mit allen derzeit denkbaren ophthalmologischen Operationen bzw. Funktionen ist.
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Beispielsweise können die vorbestimmten Strahlsteuerungstests und/oder die vorbestimmten Strahlablenkungsfunktionen einen Strahlsteuerungstest für einen ophthalmologischen Bett-Schnitt und einen Strahlsteuerungstest für einen ophthalmologischen Seiten-Schnitt umfassen.
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Die vorbestimmten ophthalmologisch-chirurgischen Operationen können einen normalen Flap-Schnitt, einen elliptischen Flap-Schnitt, einen Ring-Schnitt und/oder eine Keratoplastik umfassen.
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Die vorbestimmte Strahlablenkungsfunktion kann eine Funktion „Z-Streckung“ und eine Funktion „schiefe Ebene“ umfassen.
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Die vorbestimmten Dienstfunktionen können eine Funktion zum Ausführen bzw. Schneiden eines Testkreises und/oder eine Funktion zum Einstellen einer Serie von zufällig gewählten axialen (das heißt in der Z-Richtung variablen) Positionsänderungen des Fokusbereichs des Laserstrahls umfassen.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Computerprogrammanweisungen aufweist, die, wenn sie in eine Datenspeichereinrichtung eines Computers geladen werden, dazu geeignet sind, Funktionen der erfindungsgemäßen Simulationsmittel der oben beschriebenen Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung zu steuern.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung bereitgestellt, die eine oben beschriebene Vorrichtung zum Betreiben der Einrichtung umfasst. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung Simulationsmittel zum Simulieren des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung und/oder der Benutzersteuerungsmittel.
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Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Betreiben einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung mit einem steuerbaren Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls und Strahlsteuerungsmitteln zum Einstellen in drei Raumrichtungen, insbesondere in einem biologischen Gewebe. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren das Laden eines oben beschriebenen Computerprogrammprodukts in eine Datenspeichereinrichtung eines Computers und/oder das Ausführen von Computerprogrammanweisungen des Computerprogrammprodukts die den Betrieb der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung simulieren.
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Nach einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Betreiben einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung mit einem steuerbaren Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls und Strahlsteuerungsmitteln zum Einstellen des Fokusbereichs eines gesteuerten Abschnitts des Laserstrahls in drei Raumrichtungen, insbesondere in einem biologischen Gewebe. Das Verfahren umfasst:
- Bereitstellen einer Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung, und
- Simulieren des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung:
- Einstellen und/oder Überprüfen von Grundeinstellungen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- vorbestimmte Kalibrationsarten der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- vorbestimmte Strahlsteuerungstests der Strahlsteuerungsmittel der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
vorbestimmte Materialbearbeitungsoperationen, insbesondere vorbestimmte chirurgische Operationen, die von der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung ausgeführt werden können,
- vorbestimmte Strahlablenkungsfunktionen, die von den Strahlsteuerungsmitteln ausgeführt werden können,
vorbestimmte Dienstfunktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
- Ausgabe von Fehlerkodes der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise aus einer Fehlerdatei der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
Überwachen und/oder Einhalten von vorbestimmten Grenzwerten von Betriebsparametern der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise mittels einer Grenzwertdatei der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung,
Ein- und/oder Ausgabe von vorbestimmten Systembetriebsparametern bezüglich des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise unter Benutzung eines Betriebsparameterregisters der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, und
Ausgabe von vorbestimmten Systemstatusparametern der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung, beispielsweise aus einem Statusparameterregister der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung.
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Mit den vorgenannten Verfahren nach dem vierten und fünften Aspekt der Erfindung lassen sich die gleichen Vorteile erzielen, wie mit der oben beschriebenen Vorrichtung zum Betreiben der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
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Mit dem Verfahren können die eine oder die mehreren der Funktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung selbst dann simuliert werden, wenn die Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung nicht betriebsbereit und/oder nicht an die Schnittstelle angeschlossen ist.
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Weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung der Vorrichtung bzw. des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bestimmter Ausführungsformen. Diese werden mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
- 1 zeigt ein bekanntes System zum Materialbearbeiten und Messen mit einem Laser, mit einer Vorrichtung zum Betreiben einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung.
- 2 zeigt eine erfindungsgemäße Weiterentwicklung des Systems der 1, mit den erfindungsgemäßen Simulationsmitteln und den zusätzlichen Testmitteln.
- 3 zeigt eine Ausgestaltung der Testmittel, die zum Simulieren eines Benutzerschalters und zum Simulieren des Ausführens von Energieänderungen des Lasers geeignet sind.
- 4 zeigt einen Steuerungsablauf einer Befehlssequenz mit einer Energieänderung des Lasers unter Benutzung der Testmittel aus 3.
- 5 zeigt eine Ansicht auf einem Anzeigemittel von einem Gesamtaufbau einer von den Simulationsmitteln der Vorrichtung aus 2 erzeugten Benutzeroberfläche.
- 6 zeigt einen Teilabschnitt der Benutzeroberfläche aus 5, der zum Einstellen und/oder Überprüfen von Grundeinstellungen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung der 2 geeignet ist.
- 7 zeigt einen Ausschnitt der Benutzeroberfläche der 5, der zum Simulieren von vorbestimmten Kalibrationsfunktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung der 2 geeignet ist.
- 8 zeigt einen Ausschnitt der Benutzeroberfläche der 5, der dazu geeignet ist, vorbestimmte Strahlsteuerungstests der Strahlsteuerungsmittel und/oder vorbestimmte Strahlablenkungsfunktionen, die von den Strahlsteuerungsmitteln ausgeführt werden können.
- 9 zeigt einen Ausschnitt der Benutzeroberfläche der 5, der dazu geeignet ist, eine vorbestimmte ophthalmologisch-chirurgische Operationen, die von der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung ausgeführt werden kann, nämlich einen sogenannten normalen Flap-Schnitt, zu simulieren.
- 10 zeigt einen Ausschnitt der Benutzeroberfläche der 5, wobei als vorbestimmte Strahlablenkungsfunktionen, die von den Strahlsteuerungsmitteln ausgeführt werden können, eine Funktion der Art „Z-Streckung“ und eine Funktion der Art „schiefe Ebene“ in der Simulation bereitgestellt werden.
- 11 zeigt einen Ausschnitt der Benutzeroberfläche der 5, wobei als vorbestimmte Dienstfunktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung eine Funktion zum Ausführen bzw. Schneiden eines Testkreises und/oder eine Funktion zum Einstellen einer Serie von zufällig gewählten axialen Positionsänderungen des Fokusbereichs des Laserstrahls bereitgestellt werden.
- 12 zeigt einen Teil der Benutzeroberfläche der 5, der dazu geeignet ist, Fehlerkodes aus einer Fehlerdatei der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung auszugeben.
- 13 zeigt einen Teil der Benutzeroberfläche der 5, der geeignet ist, vorbestimmte Grenzwerte aus einer Grenzwertdatei der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung zum Überwachen und/oder Einhalten von Grenzwerten von Betriebsparametern der Einrichtung anzuzeigen und/oder zu bearbeiten.
- 14 zeigt einen Teil der Benutzeroberfläche der 5, der dazu geeignet ist, vorbestimmte Systembetriebsparameter bezüglich des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung ein- und/oder auszugeben.
- 15 zeigt einen Teil der Benutzeroberfläche der 5, der dazu geeignet ist, vorbestimmte Systemstatusparameter der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung auszugeben.
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1 zeigt ein bekanntes System für die Materialbearbeitung und -messung mit einem Laser, wobei die Komponenten, die unmittelbar zur Erzeugung des Laserstrahls 16 (Laser 14), zum Einstellen des Fokusbereichs des Laserstrahls 16 in drei Raumrichtungen X, Y und Z (Strahlsteuerungsmittel 18) und zum Ausbilden bzw. Fokussieren des gesteuerten Abschnitts 20 des Laserstrahls (Objektiveinrichtung 22) vorgesehen sind, in einer Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 zusammengefasst sind, und wobei die Komponenten zum Betreiben, Steuern und Überwachen der Einrichtung 10, wie etwa Eingabemittel 160 zum Eingeben von beispielsweise Steuerungsbefehlen durch einen Benutzer, Anzeigemittel 150 insbesondere zum Anzeigen des Betriebszustands und der eingegebenen Steuerungsbefehle, Benutzersteuerungsmittel 120 zum Verarbeiten der Benutzereingaben und Ansteuern der Anzeigemittel 150, zum Weiterleiten von Benutzersteuerungsbefehlen und -befehlssequenzen und/oder zum Einholen von Betriebszustandsinformationen der Einrichtung 10 und weitere systemspezifische Steuerungsmittel 24 und/oder Eingabemittel, wie etwa der Benutzerschalter 162, und eine Schnittstelle 110 zur bidirektionalen Datenübermittlung an die Einrichtung 10 in einer zweiten Einheit, nämlich der als Computer 102 mit entsprechenden Peripheriegeräten 150, 160, 162 ausgestatteten Bedienvorrichtung 100 zusammengefasst sind. Das in 1 gezeigte System ist an sich bekannt und wurde oben im Zusammenhang mit der Darstellung des von der Erfindung zu lösenden Problems und der Aufgabe beschrieben.
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2 zeigt nun eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 100 nach dem ersten Aspekt der Erfindung, die als Weiterentwicklung der in 1 gezeigten Vorrichtung 100' erhalten wurde. Dabei sind in 2 funktionsähnliche oder -gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in 1. Im Folgenden werden nur Unterschiede, Abwandlungen und Ausführungsalternativen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 in Bezug auf die in 1 gezeigte Vorrichtung 100' erläutert.
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In dem in 2 gezeigten System zur Materialbearbeitung und zum Messen mit einem Laser umfasst die Vorrichtung 100 zum Betreiben der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 neben der bereits mit Bezug auf die 1 beschriebenen Schnittstelle 110, den Benutzersteuerungsmitteln 120, den Eingabemitteln 160 und den systemspezifischen Eingabemitteln, wie dem Benutzerschalter 162, den systemspezifischen Steuerungsmitteln 24 und den Anzeigemitteln 150 erfindungsgemäß Simulationsmittel 130 zum Simulieren des Betriebs der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 und/oder der Benutzersteuerungsmittel 120 und optionale Testmittel 170 zum Simulieren von Datenübertragungsfunktionen der Steuerungsmittel 24.
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Um die Funktionsfähigkeit und den Betrieb der Vorrichtung 100 zum Betreiben der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 einschließlich aller zu der Vorrichtung 100 gehörenden Komponenten 110, 120, 140, 150, 160, 162 und 24 unabhängig von der Bereitstellung bzw. Betriebsbereitschaft der Einrichtung 10 zu testen, müssen die Simulationsmittel 130 alle Funktionen der systemspezifischen Benutzersteuerungsmittel 120 und das Zusammenspiel der Benutzersteuerungsmittel 120 mit allen damit verbundenen bzw. im Informationsaustausch stehenden Komponenten (d.h. dem Laser 14, den Strahlsteuerungsmitteln 18 und etwaigen Statusdateien bzw. -registern der Einrichtung 10, wie etwa einer Fehlercodedatei, einer Grenzwertdatei, einem Betriebsparameterregister und einem Statusparameterregister der Einrichtung 10) und den zur Vorrichtung 100 bzw. dem Computer 102 gehörenden Komponenten (d.h. den Eingabemitteln 160, den Anzeigemitteln 150, der systemspezifischen Steuerung 24, der systemspezifischen Eingabemittel 162, der Schnittstelle 110 und der Befehlsbibliothek 140) nachempfinden bzw. simulieren. Damit dies möglich ist, auch wenn kein bi-direktionaler Datenaustausch mit der Einrichtung 10 über die erste bi-direktionale Datenverbindung 180 besteht, umfassen die Simulationsmittel 130 auch Testmittel 170 zum Simulieren von Datenübertragungsfunktionen der bzw. mit der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 und zum Simulieren von Datenübertragungsfunktionen der systemspezifischen Steuerungsmittel 24. Wenn die Vorrichtung 100 in der Form eines Computers 102 implementiert ist, können die Testmittel 170 in vorteilhafter Weise, ebenso wie die systemspezifischen Steuerungsmittel 24, als Einschubplatine für den Computer 102 ausgebildet sein.
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3 zeigt in schematischer Form einen logischen Aufbau der als eine Einschubplatine ausgebildeten, beispielhaften Testmittel 170. Die in 3 gezeigten Testmittel 170 umfassen die folgenden logischen Elemente: Mittel 172 zum Simulieren des Betriebs der systemspezifischen Eingabemittel, insbesondere des Benutzerschalters 162, Mittel 174 zum Simulieren der Änderung der Energie des Laserstrahls 16 und insbesondere der für eine Energieänderung erforderlichen ersten bi-direktionalen Datenübertragungsverbindung 180 zwischen dem Laser 14 und der Schnittstelle 110, Mittel 176, 177 zum Anzeigen, dass eine durch eine interaktive Eingabe eines Benutzers erstellte Strahlsteuerungsbefehlssequenz in den Strahlsteuerungsmitteln 18 geladen ist, und Mittel 178, 179 zum Anzeigen einer simulierten Rückmeldung von der Einrichtung 10, beispielsweise einer Ausgabeinformation der Strahlsteuerungsmittel 18, dass im Rahmen der Abarbeitung einer Strahlsteuerungsbefehlssequenz eine Energieänderung des Laserstrahls 16 erforderlich ist.
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Je nach Ausgestaltung der systemspezifischen Eingabemittel 162 weist das Simulationsmittel 170 entsprechende funktionsgleiche, jedoch kompakter ausgestaltete Eingabemittel 173 und eine dazugehörige Ansteuerungselektronik 172 auf. Wenn die systemspezifischen Eingabemittel als Benutzerschalter 162 ausgebildet sind, kann das Eingabemittel als ein erster Tastschalter 173 ausgebildet sein. Wenn die systemspezifischen Eingabemittel als systemspezifischer Energieänderungsschalter oder - regler ausgebildet ist, kann das Eingabemittel 173 beispielsweise als Kipphebelschalter oder als Potentiometer ausgestaltet sein.
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Die Mittel 174, 175 zum Simulieren der Energieänderung des Laserstrahls 16 simulieren den entsprechenden Teil der bi-direktionalen Datenübertragung zwischen der Schnittstelle 110 und dem Laser 14 über die erste bi-direktionale Datenübertragungsverbindung 180 zwischen der Schnittstelle 110 der Vorrichtung 100 und der Einrichtung 10. Falls beispielsweise im regulären Betrieb von den Benutzersteuerungsmitteln 120 eine Rückmeldung vom Laser 14 darüber erwartet wird, dass der Laser 14 die gewünschte Energieänderung des Laserstrahls 16 ausgeführt hat, können die Simulationsmittel 174, 175 als ein zweiter vom testenden Benutzer betätigbarer Tastschalter 175 und eine entsprechende Ansteuerungselektronik 174 dafür ausgebildet sein. Eine Betätigung des zweiten Tastschalters 175 entspricht der, und erzeugt die gleichen, Rückmeldungssignale, wie die vom Laser 14 erzeugten, nachdem der Laser die Energieänderung des Laserstrahls 16 ausgeführt hat.
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Die Anzeigemittel 176, 177 für den Ladezustand einer Steuerungsbefehlssequenz in den Strahlsteuerungsmitteln 18 haben im Wesentlichen die Aufgabe, eine binäre Information, nämlich ob die Steuerungsbefehlssequenz vollständig in die Strahlsteuerungsmittel 18 geladen ist oder nicht, anzuzeigen. Folglich können die Anzeigemittel 176, 177 beispielsweise einfach als eine erste Leuchtanzeige 177, wie etwa eine LED, mit einer entsprechenden Ansteuerungselektronik 176 dafür ausgebildet sein. Das Aufleuchten der ersten Leuchtanzeige 177 entspricht einer Rückmeldung der Strahlsteuerungsmittel 18 über ein erfolgreiches und vollständiges Laden einer Strahlsteuerungsbefehlssequenz.
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Die Anzeigemittel 178, 179 zum Simulieren der Rückmeldung von der Einrichtung 10, dass im Rahmen der Abarbeitung einer Strahlsteuerungsbefehlssequenz eine Energieänderung erforderlich ist, kann in den Testmitteln 170 wiederum einfach als Darstellung einer binären Information ausgestaltet sein. Dazu sind in dem Testmittel 170 die Anzeigemittel 178, 179 einfach als eine zweite Leuchtanzeige 179, insbesondere eine zweite LED mit einer entsprechenden Ansteuerungselektronik 178 dafür ausgebildet. Das Aufleuchten der zweiten Leuchtanzeige 179 simuliert den Empfang einer Rückmeldung von der Einrichtung 10, dass ein Energiewechsel des Laserstrahls 16 erforderlich ist.
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4 zeigt beispielhaft einen Steuerungsablauf für eine Steuerungsbefehlssequenz, bei der nach einer ersten Lasermaterialbearbeitungssequenz, beispielsweise einem augenchirurgischen Bett-Schnitt, ein Energiewechsel des Laserstrahls 16 für eine nachfolgende zweite Lasermaterialbearbeitungssequenz, beispielsweise einem augenchirurgischen Seiten-Schnitt, erforderlich ist. In dem in 4 gezeigten Ausführungsschritt 1 zeigt ein Signal eines Systemstatusparameterregisters der Einrichtung 10 an, dass eine Befehlssteuerungssequenz („Data“) vollständig und erfolgreich in dem Strahlsteuerungsmittel 18 („Scanner“) geladen ist (Signal „Data in Scanner“ = High). Im Steuerungsschritt 2 zeigt eine Ausgabevariable des Systemstatusparame- terregisters an, dass die Strahlsteuerungsmittel 18 bereit sind, eine Strahlsteuerungssequenz („Scan“) abzuarbeiten („Scan enable“ = High). Die Betriebsbereitschaft der Strahlsteuerungsmittel 18 wird im Rahmen der Simulation im Testmittel 170 durch das Aufleuchten der ersten Leuchtanzeige 177 dargestellt. Sodann wird die erste Lasermaterialbearbeitungssequenz, hier ein Bett-Schnitt, ausgeführt. Nach erfolgreich ausgeführten Bett-Schnitt ist eine Energieänderung erforderlich. Dementsprechend wird im Steuerungsschritt 3 in einem Systemstatusparameterregister eine binäre Variable umgesetzt (Variable „Energy change“ = High). Im Steuerungsschritt 4 wird im Systemstatusparameterregister die Variable zum Anzeigen des Bereitschaftszustands der Strahlsteuerungsmittel 18 umgesetzt („Scan enable“ = Low). Jetzt muss die Vorrichtung 100 den Befehl zum Ändern der Energie des Laserstrahls an den Laser 14 der Einrichtung 10 übermitteln und die Rückmeldung bzw. Bestätigung des Lasers 14 über die erfolgreich geänderte Energie des Laserstrahls 16 abwarten. Dementsprechend leuchtet am Testmittel 170 die zweite Leuchtanzeige 179 auf. Zum Simulieren der erfolgreich durchgeführten Energieänderung des Laserstrahls drückt der testende Benutzer den zweiten Tastschalter 175 des Testmittels. Die Rückmeldung, dass die Laserstrahlenergie erfolgreich geändert worden ist, wird durch Drücken des zweiten Tastschalters 175 simuliert und würde im Normalbetrieb bewirken, dass das Strahlsteuerungsmittel 18 die Rückmeldung gibt, wieder betriebsbereit zu sein. Dies wird im Steuerungsschritt 6 durch Setzen der entsprechenden binären Variable im Systemstatusparameterregister angezeigt und im Rahmen der Simulation durch Aufleuchten der ersten Leuchtanzeige 177 der Testmittel 170 simuliert (Bedeutung des Aufleuchtens der Leuchtanzeige 177: Variable „Scan enable“ = High).
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Im Steuerungsschritt 7 wird das im Normalbetrieb folgende Rücksetzen eines Systemstatusparameters der Register-Variablen im Rahmen der Simulation in dem Teststrahl 170 dargestellt durch ein Verlöschen der zweiten Leuchtmittel 179 (Die Systemstatusvariabe „Energy change“ wird zurückgesetzt auf Low). Sodann würde im Normalbetrieb die zweite Lasermaterialbearbeitungssequenz, beispielsweise ein Seiten-Schnitt, ausgeführt. Am Ende der zweiten Sequenz wären im Normalbetrieb in den Lasersteuerungsmitteln 18 alle Steuerungsbefehle abgearbeitet und es wäre zunächst keine weitere Steuerungssequenz geladen Im Steuerungsschritt 9 wird angezeigt, durch Setzen der entsprechenden Variablen im Systemstatusparameterregister, die angibt, dass keine auszuführende Befehlssequenz mehr geladen ist (Rücksetzen der Variablen „Data in Scanner“ = Low). Abschließend wird im Steuerungsschritt 10 die im Normalbetrieb erforderliche Rückmeldung, dass die Strahlsteuerungsmittel 18 nicht zum Ausführen einer Steuerungssequenz bereit sind, durch Rücksetzen der entsprechenden Variablen im Systemstatusparameterregister angezeigt („Scan enable“ wird auf Low zurückgesetzt.).
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5 veranschaulicht beispielhaft eine mögliche von dem Simulationsmitteln 130 auf einem Display der Anzeigemittel 150, wie etwa auf dem Bildschirm eines Computers 102, erzeugte Benutzeroberfläche. Der obere Teilbereich der in 5 gezeigten Benutzeroberfläche ist in 6 gesondert dargestellt. Der in 6 gezeigte Teilbereich umfasst zum Ausführen von vorbestimmten Dienstfunktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 erforderliche Ein- und Ausgabefelder, beispielsweise die im Bereich „Offset“ gezeigten Felder und der Dienstfunktionsbutton „Offset einstellen („Set Offset“). Des weiteren umfasst der in 6 gezeigte Teil der Benutzeroberfläche 6 vorbestimmte Systembetriebsparameter, wie etwa die Inhalte der Variablen eines Betriebsparameterregisters der Einrichtung 10, und vorbestimmte Systemstatusparameter, wie etwa die Variablen eines Statusparameterregisters der Einrichtung 10. Im Beispiel der 5 und 6 zeigt das Feld „Scan dll“ eine Versionsnummer der Simulationsmittel, das Feld „RTC dll“ eine zweite Versionsnummer, nämlich die des von dem Simulationsmittel 130 simulierten Benutzersteuerungsmittel 120, das Feld „RTC out“ die Versionsnummer einer Software der Benutzersteuerungsmittel 120, das Feld „RTC rbf“ eine Versionsnummer der systemspezifischen Steuerungsmittel 24, das Feld „RTC dat“ eine von der systemspezifischen Steuerungsmittel 24 benutzten Hilfsdatei, das Feld „RTC S/N“ eine Seriennummer der Benutzersteuerungsmittel 120, das Feld „Correction file“ eine möglicherweise in dem Benutzersteuerungsmittel 120 geladene Korrekturdatei, das Feld „DSCB A FW“ Informationen bezüglich der in den Strahlablenkungsmitteln 18 der Einrichtung 10 vorhandenen Mittel zum Ablenken des Laserstrahls in lateraler Richtung (XY-Modul Firmware) und das Feld „DSCB B FB“ Informationen bezüglich der in den Strahlsteuerungsmitteln 18 eingesetzten axialen Fokussierungseinrichtung (Z-Modul Firmware) an. Im Bereich „Offset“ der in den 5 und 6 gezeigten Benutzeroberfläche zeigen die Felder „Actual + Shift X“, „Actual + Shift Y“, „Actual Z“ bzw. „New X“, „New Y“, „New Z“ einen aktuellen Offset des Fokusbereichs des Laserstrahls in den drei Raumrichtungen X, Y und Z, bzw. eine Zentrierung des Laserstrahls in der lateralen X, Y-Ebene an. Weiterhin umfasst der Teilbereich der Benutzeroberfläche mit Pfeilen, einem offenen Kreis und einem Punkt versehene Buttons, die zum Navigieren des Fokusbereichs des gesteuerten Abschnitts 20 des Laserstrahls 16 dienen.
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In dem unteren Teilbereich der in 5 gezeigten Benutzeroberfläche, der in 9 gesondert dargestellt ist, wird als Beispiel für eine vorbestimmte Materialbearbeitungsoperation eine Benutzeroberfläche für eine vorbestimmte augenchirurgische Operation, nämlich einen sogenannten normalen Flap-Schnitt („Flap normal“) im Korneagewebe eines menschlichen Auges gezeigt. Genauer gesagt wird die von dem Simulationsmittel 130 erzeugte Benutzeroberfläche zum Steuern und Überwachen der ja nur simulierten Operation gezeigt. Der mittlere Bereich des unteren Teilbereichs (5 und 9) zeigt schematisch die Simulation eines normalen Flapschnitts in einer Aufsicht des simulierten, sich in der X-, Y-Ebene erstreckenden, vom gedachten Laserstrahl erreichbaren Bestrahlungsfeld. Die in der Aufsicht links unten bezeichneten Parameter sind die Werte automatischer Zentrierungen in der X-bzw. Y-Richtung „SX“ und „SY“ sowie der Radius „LR“ des Limitierungskreises (dieser Limitierungskreis ist ein um die äußersten Punkte des aktuell eingestellten Musters gelegter Kreis, der bei Verschiebung den Begrenzungskreis, welcher in 5 im mittleren unteren Teilbereich durch den äußeren gepunkteten Kreis dargestellt ist, nicht überschneiden darf) und die Verschiebungen „LX“ bzw. „LY“ in X- bzw. Y-Richtung des Mittelspunkts des Limitierungskreises. Unterhalb der Draufsicht wird der Durchmesser des Bettes mit einer Krümmungskorrektur (Target diameter: „Bed“) und der Durchmesser des Bettes und des Seitenschnitts mit Krümmungskorrektur (Target diameter: „Overall“) angezeigt. In den Feldern im Bereich links von der Draufsicht des simulierten Flap-Schnitts werden, in der Reihenfolge von oben nach unten, die folgenden vom Benutzer programmierbaren Parameter des normalen Flap-Schnitts angezeigt. Dies sind: der Flapdurchmesser („Diameter“), die Dicke des Flaps („Thickness“), der Öffnungswinkel des Flapscharniers („Hinge angle“), eine Verschiebung des Scharniers entlang des Flapdurchmessers („Hinge position“), ein Schnittwinkel des Seitenschnitts („Side cut angle“), Punktabstände im Bett-Schnitt („Spot Separation Bed“), Linienabstände im Bett-Schnitt („Line Separation Bed“), Punktabstände im Seitenschnitt („Spot Separation Side“), Linienabstände im Seitenschnitt („Line Separation Side“). Im Bereich rechts von der Draufsicht des simulierten Flap-Schnitts werden gezeigt: ein Parameter, der angibt, ob bzw. dass der Bett-Schnitt als ein Vollkreis durchgeführt wird („Undercut“), ein Parameter, der angibt, dass bzw. ob der Bett-Schnitt gegenüber der Scharnierposition gestartet wird („Inverse bed“), ein Parameter, der angibt, ob der Limitierungskreis anhand der Flap-Begrenzungen angezeigt werden soll („Show limiting circle“), ein Parameter, der angibt, dass bzw. ob der Seitenschnitt vor dem Bett-Schnitt erfolgt („Side first“), ein Parameter, der angibt, ob ein Kanal vom maximalen Schneidebereich zum Bett geschnitten werden soll („Canal“), die Breite des optionalen Kanals („Width“), der Versatz bzw. Offset des Kanals vom maximalen Ablenkbereich („Length off‟), und ein Parameter, der angibt, ob die Grafik den Seitenschnitt anzeigt bzw. anzeigen soll („Show side cut“), im Rahmen der Simulation berechnete Ausführungszeiten für den Bett-Schnitt („15,1 s“) und für den „Seiten-Schnitt“ („3,3 s“), ein Statusfeld mit dem Namen „Status“, dass angibt, ob die Befehlssequenz in den Strahlablenkungsmitteln 18 geladen ist („List loaded“), oder nicht, und einer Information, ob die Strahlablenkungsmittel 18 und Fokussiermittel 22 bereit zum Abtasten bzw. Schneiden sind („Ready for scanning“) oder nicht.
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In ähnlicher Weise kann das Simulationsmittel 130 auch Benutzeroberflächen für andere vorbestimmte Materialbearbeitungsoperationen bzw. Laserschneidesequenzen als Simulation dessen erzeugen, was das Benutzersteuerungsmittel 120 erzeugen würde. In dem in 5 gezeigten Beispiel der Benutzeroberfäche eines Simulationsmittels 130 für ein System zum Ausführen von augenchirurgischen Operationen sind dies Benutzeroberflächen für einen elliptischen Flap-Schnitt („Flap eliptical“), für einen ringförmigen Flap-Schnitt („Flap Ring“) und für einen Keratom-Flap-Schnitt („Flap kerato“). Es ist für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich, die entsprechenden Benutzeroberflächen im Einzelnen zu erläutern. Deshalb wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.
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Das Simulationsmittel 130 kann auch dazu ausgebildet sein, verschiedene Verfahren zur Kalibration der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 zu simulieren. Diesbezüglich zeigt 7 beispielhaft die von dem Simulationsmittel 130 simulierte Benutzeroberfläche für Kalibrationsfunktionen eines augenchirurgischen Systems. Im unteren Bereich wird der Hinweis gegeben, den auch die Benutzersteuerungsmittel 120 erzeugen würden, nämlich dass eine aktivierte Autokalibration zum Ausführen von Flap-Schnitten erforderlich ist („Activated auto calibration is necessary for performing flap cuts!“). Ein unterer Button im linken Bereich der in 7 gezeigten Benutzeroberfläche ermöglicht das Aktivieren einer vorbestimmten Kalibrationsfunktion („Activate auto calibration“). Ein zugeordnetes Statusausgabefenster im rechten Bereich zeigt eine Systemstatusbestätigung über eine erfolgreich ausgeführte Aktivierung der Autokalibrationsfunktion („Auto calibration activated. Ok.“). Ein oberer Button im linken Bereich ermöglicht in Rahmen der Simulation das Starten eines Autokalibrationsvorgangs („Do auto calibration“). Ein zugeordnetes Statusausgabefenster im rechten Bereich zeigt eine Systemrückmeldung über eine erfolgreich ausgeführte Autokalibration („System calibrated. Ok.“).
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Als Beispiel für die Simulation von vorbestimmten Strahlsteuerungstests der Strahlsteuerungsmittel 18 der Einrichtung 10 zeigt 8 im Beispiel des augenchirurgischen Systems eine von den Simulationsmitteln 130 simulierte Benutzeroberfläche für spezielle Strahlablenkungstests mit den Bezeichnungen Bett-Schnittmuster („Check bed cut pattern“), Seiten-Schnittmuster („Check side cut pattern“) und diskreter Punkte („Check discrete points“).
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Als Beispiel für vorbestimmte Strahlablenkungsfunktionen, die von den Strahlsteuerungsmitteln ausgeführt werden können, zeigt 10 für das Beispiel des augenchirurgischen Systems im Rahmen der Simulation Operationen, die von der Objektiveinrichtung 22 ausgeführt werden. Zum Testen der Optik 22, die eine Strahlaufweitungsoptik sein kann, werden im Rahmen der Simulation im linken Bereich der in 10 gezeigten Benutzeroberfläche die zum Ausführen einer Z-Streckung („Z-Stretch“) erforderlichen, vom Benutzer programmierbaren Parameter und Bedienbut- tons sowie ein Statusausgabefeld gezeigt. Im rechten Teil der 9 werden die Bedienbuttons und das Statusausgabefeld für eine Justagefunktion von der Art „schiefe Ebene“ („Inclined plane“) gezeigt. Diese Justagefunktion umfasst einen schrägen Bett-Schnitt, einen flachen Seiten-Schnitt und zwei Referenzlinien mit Ausdehnung in Z-Richtung. Wie bei den im Betrieb tatsächlich arbeitenden Benutzersteuerungsmitteln 120, kann auch im Betrieb des Simulationsmittels 130 im Rahmen der Simulation die Ausführung der Justagefunktion „schiefe Ebene“ vom Benutzer ausgelöst gestartet werden durch Drücken des Buttons „Start inclined plane“) und während der Ausführung jederzeit durch Drücken eines Buttons „Beenden der schiefen Ebene‟ („Stop inclined plane“) abgebrochen werden.
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Als Beispiel für die Simulation von vorbestimmten Dienstfunktionen der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 zeigt die 11, für das Beispiel eines augenchirurgischen Systems, eine erste explizite Dienstfunktionen von der Art „Testkreis“ („test circle“) mit einem beliebigen, vom Benutzer programmierbaren Durchmesser („Diameter“) und beliebiger, programmierbarer Schnitttiefe („Depth“), und eine zweite Dienstfunktion zur Erzeugung einer zufällig bestimmten Sequenz von mit dem Laserstrahl anzufahrenden Positionen („Random Z-Positions“). Letztere bezieht sich im Beispiel auf zufällig gewählte Tiefen (das heißt Positionen entlang der Z-Richtung) des Strahlfokus des gesteuerten Abschnitts 20 Laserstrahls 16. Dabei kann die Anzahl („Times“) der zufällig zu erzeugenden Positionen vom Benutzer programmiert werden.
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Als Beispiel für die Simulation der Ausgabe von Fehlerkodes der Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung 10 zeigt 12 eine von den Simulationsmitteln 130 simulierte Benutzeroberfläche, wie sie auch im realen Betrieb von den Benutzersteuerungsmitteln 120 erzeugt würde, zur Ausgabe von Fehlerkodes. Insbesondere wird in der simulierten Benutzeroberfläche der Inhalt einer Fehlerkodedatei der Einrichtung 10 mit Mitteln zum Verschieben des Sichtfensters über dem Dateiinhalt (Scrollen) angezeigt.
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Als Beispiel für die Ein- und/oder Ausgabe von vorbestimmten Systembetriebsparametern bezüglich des simulierten Betriebs der Einrichtung 10 zeigt die 13 die von den Simulationsmitteln 130 erzeugte Benutzeroberfläche, wie sie auch im realen Betrieb von den Benutzersteuerungsmitteln 120 erzeugt würde.
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Als Beispiel für die Ein- und/oder Ausgabe von vorbestimmten Systembetriebsparametern bezüglich des simulierten Betriebs der Einrichtung 10 zeigt die 14 für das Beispiel eines augenchirurgischen Systems die von den Simulationsmitteln 130 simulierte Benutzeroberfläche zum Anzeigen und Programmieren durch den Benutzer von einzelnen Elementen eines Betriebsparameterregisters der Einrichtung 10. Die in 14 gezeigten simulierten Elemente des Betriebsparameterregisters umfassen Skalierungsfaktoren (anzugeben in Bits pro mm) für die laterale X-Y-Richtung und für die Z-Richtung („Scale XY“, „Scale Z“), die Laserpulsfrequenz (anzugeben in kHz) („Laser frequency“), eine Fahrgeschwindigkeit (anzugeben in Bits/ms für das Verschieben des Laserfokusbereichs in dem zu bearbeitenden Material („Goto speed“), eine Sprunggeschwindigkeit in Z-Richtung (anzugeben in Bits/ms) („Stretch speed“), eine maximale Geschwindigkeit bei Fokussprüngen (anzugeben in Bits/ms) („Maximum jump speed“), eine Geschwindigkeit für das Verschieben einer Markierung beim Testen vorbestimmter Strahlmuster (anzugeben in Bits/ms) („Check speed“), eine Geschwindigkeit für das Verschieben von Markierungen (anzugeben in Bits/ms) („Logo speed“), eine Wartezeit nach Markierungsbefehlen (anzugeben in 10 µs) („Mark delay“), eine Wartezeit nach Sprungbefehlen (anzugeben in 10 µs) („Jump delay“), eine Laseranschaltverzögerung vor Markierungsbefehlen (anzugeben in 10 µs) („laser-on delay“) und eine Laserabschaltverzögerung nach Markierungsbefehlen (anzugeben in 10 µs) („Laser-off delay“).
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Schließlich zeigt 15 als Beispiel für die simulierte Ausgabe von vorbestimmten Systemstatusparametern der Einrichtung 10, für das Beispiel des augenchirurgischen Systems, die von den Simulationsmitteln 130 auf der Benutzeroberfläche gezeigten Felder zum Ausgeben von Elementen eines Statusparameterregisters, in gleicher Weise wie im realen Betrieb die Benutzersteuerungsmittel 120 diese darstellen würden. Diese umfassen eine Angabe über den Betriebsstatus des Systems bzw. der Einrichtung 10 bezüglich der Operationen bzw. Vorgänge in allen Kategorien bzw. „Reitern“ der Benutzeroberfläche („overall status“), und Anzeigen, welche Fehlerart („Stop errors“) ein Stop-Ereignis in der X-, Y- und Z-Achsen-Richtung ausgelöst hat.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lasermaterialbearbeitungs- und Messeinrichtung
- 12
- Auge
- 14
- Laser
- 16
- Laserstrahl
- 18
- Strahlsteuerungsmittel
- 20
- gesteuerter Abschnitt des Laserstrahls
- 22
- Objektiveinrichtung
- 24
- Steuerungsmittel
- 26
- systemspezifische Schnittstelle
- 100'
- Vorrichtung (Stand der Technik)
- 102'
- Computer (Stand der Technik)
- 100
- Vorrichtung
- 102
- Computer
- 110
- Schnittstelle
- 120
- Benutzersteuerungsmittel
- 130
- Simulationsmittel
- 140
- Befehlsbibliothek
- 150
- Anzeigemittel
- 160
- Eingabemittel
- 162
- Benutzerschalter
- 170
- Testmittel
- 172
- Simulationsmittel für den Benutzerschalter
- 173
- erster Tastschalter
- 174
- Simulationsmittel für eine Energieänderung des Laserstrahls
- 175
- zweiter Tastschalter
- 176
- Anzeigemittel für einen Ladezustand einer Strahlsteuerungsbefehlssequenz
- 177
- erste Leuchtanzeige
- 178
- Anzeigemittel für eine Strahlsteuerungsausgabeinformation
- 179
- zweite Leuchtanzeige
- 180
- erste bi-direktionale Datenübertragungsverbindung
- 190
- zweite bi-direktionale Datenübertragungsverbindung
- 200
- Simulationsdatenübertragungsverbindung
