DE102013004482A1

DE102013004482A1 - Device and method for stabilizing the cornea

Info

Publication number: DE102013004482A1
Application number: DE102013004482.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bartels
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ophthalmologische Behandlungsvorrichtung, insbesondere zur Stabilisierung einer Augenhornhaut, wobei die Hornhaut mit Licht bestrahlt wird, um Kollagenfasern der Hornhaut miteinander zu vernetzen. Dabei dient als Lichtquelle eine UVA-LED, wobei die Hornhaut sukzessiv an verschiedenen Stellen lokal derart bestrahlt wird, dass an den bestrahlten Stellen Kollagenfasern miteinander vernetzt werden.The invention relates to an ophthalmic treatment device, in particular for stabilizing an eye cornea, the cornea being irradiated with light in order to crosslink collagen fibers of the cornea. A UVA-LED serves as the light source, the cornea being successively irradiated locally at various points in such a way that collagen fibers are crosslinked at the irradiated points.

Description

Die Erfindung betrifft eine ophthalmologische Behandlungsvorrichtung, insbesondere zur Stabilisierung einer Augenhornhaut, wobei die Hornhaut mit Licht bestrahlt wird, um Kollagenfasern der Hornhaut miteinander zu vernetzen.The invention relates to an ophthalmic treatment device, in particular for stabilizing a cornea, wherein the cornea is irradiated with light in order to crosslink collagen fibers of the cornea with one another.

Soweit sich das Obenstehende und Nachfolgende auf Kollagenfasern der Hornhaut bezieht, gilt das zusätzlich oder alternativ zu Kollagenfasern auch für alle anderen Bestandteile der Hornhaut.Insofar as the above and following refer to collagen fibers of the cornea, this applies additionally or alternatively to collagen fibers to all other constituents of the cornea.

Eine Stabilisierung der Hornhaut ist insbesondere zur Behandlung eines Keratokonus geeignet, einer Erkrankung, bei der die sich die Hornhaut zunehmend verdünnt und aufgrund des Augeninnendruckes nach außen vorgewölbt wird. Damit geht eine mäßige bis erhebliche Verschlechterung des Sehvermögens einher. Die Vorwölbung der Hornhaut infolge einer Hornhautverdünnung wird als Keratektasie bezeichnet.Stabilization of the cornea is particularly useful for treating keratoconus, a condition in which the cornea becomes progressively thinned and bulges outward due to intraocular pressure. This is associated with a moderate to significant deterioration of vision. The protrusion of the cornea as a result of dilation of the cornea is called keratectasia.

Obwohl der Gesamtkollagengehalt der Hornhaut sich bei einem Keratokonus nicht signifikant von einer gesunden Hornhaut unterscheidet, ist die Festigkeit etwa um den Faktor 0,7 geringer ( Spörl et al.: „Biophysical principles of collagen cross-linking”, Klin. Monatsbl. Augenheilkd. 2008 Feb; 225(2): 131–7 ). Außerdem lässt sich mit Pepsin aus der keratokonischen Korea doppelt soviel Hydroxylprolin herauslösen wie bei der gesunden Korea. Beides lässt auf eine massive Störung der kornealen Vernetzung – möglicherweise in der Tertiär- und Quartärstruktur der Kollagenfasern – schließen.Although the total collagen content of the cornea in a keratoconus is not significantly different from a healthy cornea, the strength is about 0.7 times lower ( Spörl et al .: "Biophysical principles of collagen cross-linking", Klin. Monatsbl. Augenheilkd. 2008 Feb; 225 (2): 131-7 ). In addition, pepsin from keratoconic Korea releases twice as much hydroxylproline as healthy Korea. Both suggest a massive disruption of corneal interconnection - possibly in the tertiary and quaternary structure of collagen fibers.

Es ist bekannt, die Hornhaut durch eine photooxidative Vernetzung des Kollagens durch Aufbringen von Riboflavin (Vitamin B2) und Bestrahlen der Hornhaut mit UV-A-Licht von 365 nm ± 5 nm Wellenlange über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten ( Wollensak et al.: „Treatment of keratoconus by collagen cross-linking”, Der Ophthalmologe, 2003 Jan., 100(1): 44–9 ) zu stabilisieren. Ähnliche Verfahren sind in US 6,783,539 B1 zur Wundheilung und in US 2008/0114283 A1 zur Behandlung von Keratokonus beschrieben. In der US 2008/0114283 ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, bei welcher mittels einer Spaltlampe und einem entsprechenden Filter UV-Licht auf die Korea gerichtet wird so dass die gesamte Hornhaut gleichzeitig behandelt wird. Dabei ist nachteilig, dass bedingt durch die Krümmung der Hornhaut ein lokal unterschiedlicher Energieeintrag erfolgt, so dass die Wirkung ungleichmäßig wird, da die Bestrahlungsstärke zum Rand der Korea hin abnimmt.It is known to protect the cornea by a photo-oxidative crosslinking of the collagen by applying riboflavin (vitamin B2) and irradiating the cornea with UV-A light of 365 nm ± 5 nm wavelength over a period of about 30 minutes ( Wollensak et al .: "Treatment of keratoconus by collagen cross-linking", The Ophthalmologist, 2003 Jan., 100 (1): 44-9 ) to stabilize. Similar procedures are in US 6,783,539 B1 for wound healing and in US 2008/0114283 A1 described for the treatment of keratoconus. In the US 2008/0114283 is also an apparatus for performing the method indicated in which by means of a slit lamp and a corresponding filter UV light is directed to the Korea so that the entire cornea is treated simultaneously. It is disadvantageous that due to the curvature of the cornea, a locally different energy input takes place, so that the effect is uneven, since the irradiance decreases towards the edge of the Korea.

In der EP 1 790 383 wird vorgeschlagen, die Behandlung mit einem Kurzpulslaser (Nanosekunden, Picosekunden oder Femtosekunden) vorzunehmen, dessen Fokus in drei Dimensionen angesteuert auf das zu behandelnde Gebiet gerichtet wird. Mit einer solchen Vorrichtung kann die Laserstrahlung genau dosiert werden, allerdings ist der Aufwand für Laserlichtquelle und Fokussteuerung bedeutend höher.In the EP 1 790 383 It is proposed to carry out the treatment with a short-pulse laser (nanoseconds, picoseconds or femtoseconds) whose focus is directed in three dimensions to the area to be treated. With such a device, the laser radiation can be accurately metered, but the cost of laser light source and focus control is significantly higher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, die eine gleichmäßige Stabilisierung der Hornhaut mit deutlich weniger Aufwand ermöglichen.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned above and a method of the type mentioned above, which allow a uniform stabilization of the cornea with significantly less effort.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine ophthalmologische Behandlungsvorrichtung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved by an ophthalmic treatment device having the features specified in claim 1, and by a method having the features specified in claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Stabilisierung der Augenhornhaut ist vorgesehen, dass die Hornhaut sukzessiv an verschiedenen Stellen (hinsichtlich eines Wellenlängenbereichs der auftreffenden Strahlung, einer auftreffenden Strahlungsleistung und der zeitlichen Verteilung der auftreffenden Strahlung) lokal derart bestrahlt wird, dass an den bestrahlten Stellen Kollagenfasern miteinander vernetzt werden. Zu Bestrahlung an verschiedenen (vorzugsweise disjunkten) Stellen ist der Behandlungsstrahlengang notwendigerweise optisch so ausgebildet, dass der Behandlungsstrahl je nach Behandlungsart zu einem Zeitpunkt nur einen lokalen Teil, oder den Großteil der Hornhaut bestrahlt, nicht jedoch die gesamte Hornhaut. Dabei weist der Behandlungsstrahl in der Behandlungsebene vorteilhaft einen Durchmesser von ca. 1 bis 10 mm auf, kann aber auch feiner sein. Die Bestrahlungsstärke ist einstellbar, vorzugsweise zwischen 3 und 12 mW/cm² in der Behandlungsebene. Durch geeignete Ansteuerung wird dafür gesorgt, dass die Steuerung der Bestrahlungsstärke die Krümmung der Hornhaut berücksichtigt und das gesamte zu behandelnde Areal vorzugsweise gleichmäßig bestrahlt.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. For the method according to the invention for stabilizing the cornea, it is provided that the cornea is successively irradiated locally at different locations (with regard to a wavelength range of the incident radiation, an incident radiation power and the temporal distribution of the incident radiation) in such a way that collagen fibers crosslink with one another at the irradiated points become. For irradiation at various (preferably disjunctive) locations, the treatment beam path is necessarily optically designed so that the treatment beam irradiates only a local part or the majority of the cornea at a time, depending on the type of treatment, but not the entire cornea. In this case, the treatment beam in the treatment level advantageously has a diameter of about 1 to 10 mm, but may also be finer. The irradiance is adjustable, preferably between 3 and 12 mW / cm ² in the treatment level. By suitable control it is ensured that the control of the irradiance takes into account the curvature of the cornea and preferably uniformly irradiates the entire area to be treated.

Die Kollagenfasern werden dadurch vorteilhafterweise ortsaufgelöst vernetzt. Auf diese Weise können Bereiche mit schwacher Struktur örtlich selektiv stabilisiert werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik braucht nicht mehr die gesamte Hornhaut mit gewebeschädigendem UV-Licht bestrahlt zu werden. Diese Form des Verfahrens kann insbesondere mit zuvor auf die Hornhaut aufzubringenden exogenen oder endogenen Molekülen – beispielsweise lichtinduziert vernetzenden Agentien wie Riboflavin oder Hyaluronsäure – zur mittelbaren Vernetzung oder ausschließlich mit den Kollagenfasern der Hornhaut selbst zur unmittelbaren Vernetzung eingesetzt werden.The collagen fibers are thereby advantageously crosslinked in a spatially resolved manner. In this way, areas with weak structure can be locally selectively stabilized. In contrast to the prior art, it is no longer necessary to irradiate the entire cornea with tissue-damaging UV light. This form of the method can be used in particular with exogenous or endogenous molecules previously applied to the cornea-for example light-crosslinking agents such as riboflavin or hyaluronic acid-for indirect crosslinking or exclusively with the collagen fibers of the cornea itself for direct crosslinking.

Erfindungsgemäß ist für eine ophthalmologische Behandlungsvorrichtung vorgesehen, dass der Behandlungsstrahlengang eine variabel einstellbare Ablenkeinheit zum Abtasten (engl. „scanning”) des Behandlungsbereichs aufweist und dass die Steuereinheit eingerichtet ist zum Vernetzen von Kollagenfasern einer Hornhaut eines im Behandlungsbereich angeordneten Auges durch sukzessives Bestrahlen der Hornhaut an verschiedenen Stellen mittels der Ablenkeinheit. Der Behandlungsbereich ist dabei der Bereich, in dem eine zu behandelnde Hornhaut in Behandlungslage des Patienten platziert werden kann. Die variabel einstellbare Ablenkeinheit ermöglicht ein einstellbares Abwinkeln des Behandlungsstrahlengangs zum Bewegen des Laserstrahls relativ zum Behandlungsbereich, also relativ zur Hornhaut. Die Steuereinheit kann dadurch die Kollagenfasern vorteilhafterweise ortsaufgelöst und damit örtlich selektiv vernetzen und so das Auge und umliegendes Gewebe schonen. According to the invention, it is provided for an ophthalmological treatment apparatus that the treatment beam path has a variably adjustable deflection unit for scanning the treatment area and that the control unit is set up for crosslinking collagen fibers of a cornea of an eye arranged in the treatment area by successive irradiation of the cornea different places by means of the deflection unit. The treatment area is the area in which a cornea to be treated can be placed in the treatment position of the patient. The variably adjustable deflection unit allows an adjustable bending of the treatment beam path for moving the laser beam relative to the treatment area, ie relative to the cornea. As a result, the control unit can advantageously spatially dissolve the collagen fibers and thus locally selectively crosslink and thus protect the eye and the surrounding tissue.

Die Ausbildung der Steuereinheit zum Vernetzen von Kollagenfasern durch sukzessives Bestrahlen an verschiedenen Stellen kann beispielsweise realisiert werden, indem die Steuereinheit ein Bedienelement zur Verfügung stellt, mittels dessen in Verbindung mit einem Softwaremodul der Steuereinheit zur Ansteuerung der Ablenkeinheit gemäß vorgegebener Bestrahlungssteuerdaten die sukzessive Bestrahlung an den verschiedenen Stellen der Hornhaut zum Zwecke der ortsaufgelösten Vernetzung durch einen Bediener auslösbar ist. Die Bestrahlungssteuerdaten umfassen dabei zweckmäßigerweise Koordinaten samt jeweiliger Strahlungsleistung und Bestrahlungsdauer, die die Steuereinheit in Steuersignale für die Ablenkeinheit und die Lichtquelle oder einen Leistungsmodulator (Intensitätsmodulator) umsetzt. Diese Form der Behandlungsvorrichtung kann insbesondere mit zuvor auf die Hornhaut aufzubringenden lichtinduziert vernetzenden Agentien wie Riboflavin oder Hyaluronsäure eingesetzt werden.The configuration of the control unit for crosslinking collagen fibers by successive irradiation at various points can be realized, for example, by the control unit providing an operating element by means of which in conjunction with a software module of the control unit for controlling the deflection unit in accordance with predetermined irradiation control data, the successive irradiation at the various Sites of the cornea for the purpose of spatially resolved networking by an operator can be triggered. The irradiation control data expediently comprise coordinates together with the respective radiation power and irradiation duration, which the control unit converts into control signals for the deflection unit and the light source or a power modulator (intensity modulator). This form of treatment device can be used in particular with previously applied to the cornea light-induced crosslinking agents such as riboflavin or hyaluronic acid.

Zweckmäßigerweise ist der Behandlungsstrahlengang (hinsichtlich auf die Hornhaut abgegebenem Wellenlängenbereich und Strahlungsleistung) so ausgebildet oder einstellbar, dass die Hornhaut während des Bestrahlen frei von strahlungsinduzierter thermischer Wechselwirkung ist. Dadurch werden Gewebeschäden vermieden. Der Behandlungsstrahlengang kann, beispielsweise durch einen Strahlabschwächer, schaltbar oder permanent eine rein photochemisch wirkende Strahlungsleistung auf die Hornhaut abgeben. Alternativ dazu kann die Lichtquelle auch ohne Strahlabschwächer einstellbar oder permanent auf eine entsprechende Strahlungsleistung geregelt sein.Expediently, the treatment beam path (with respect to the wavelength range and radiation power emitted to the cornea) is designed or adjustable such that the cornea is free of radiation-induced thermal interaction during the irradiation. As a result, tissue damage can be avoided. The treatment beam path, for example, by a beam attenuator, switchable or permanently deliver a purely photochemically acting radiation power to the cornea. Alternatively, the light source may be adjustable or permanently regulated to a corresponding radiation power even without beam attenuator.

Die erfindungsgemäße Quervernetzung im photochemischen Leistungsbereich einer LED entsprechende Wellenlänge erlaubt die Quervernetzung der Kollagenfasern zu therapeutischen Zwecken, beispielsweise zur Behandlung oder Prävention von Keratokonus, zur post-operativen Nachbehandlung von Abtragungsgebieten einer Cornea nach Excimerlaserbehandlung zur Wiederherstellung der präoperativen biomechanischen Stabilität, oder zur Veränderung der Form der Hornhautoberfläche zur Reduzierung vorhandener optischer Aberrationen (wie z. B. beschrieben in EP 2395953 , auf deren gesamten Inhalt hiermit Bezug genommen wird).The cross-linking according to the invention in the photochemical performance range of an LED corresponding wavelength allows cross-linking of collagen fibers for therapeutic purposes, for example for the treatment or prevention of keratoconus, post-operative treatment of erosion areas of a cornea after excimer laser treatment to restore preoperative biomechanical stability, or to change the shape of the corneal surface to reduce existing optical aberrations (as described, for example, in US Pat EP 2395953 the entire contents of which are hereby incorporated by reference).

Dabei können besonders betroffene Hornhautareale auch basierend beispielsweise auf Topographie- und/oder Wellenfrontmessdaten gezielt quervernetzt werden (engl. „customized cross-linking”).Particularly affected corneal areas can also be specifically cross-linked based on, for example, topographical and / or wavefront measurement data ("customized cross-linking").

Die Applikation der Quervernetzungsagentien kann durch Augentropfen oder eine andere geeignete Darreichungsart erfolgen.The application of the crosslinking agents can be carried out by eye drops or another suitable Darreichungsart.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine ophthalmologische Behandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung 1 an ophthalmic treatment device according to the invention

2 den Ablauf eines Verfahrens zum ortsaufgelösten Quervernetzen. 2 the sequence of a method for spatially resolved cross-linking.

In allen Zeichnungen tragen übereinstimmende Teile gleiche Bezugszeichen.In all drawings, like parts bear like reference numerals.

1 zeigt eine beispielhafte ophthalmologische Laservorrichtung 1, die zur Verdeutlichung der Kombinationsmöglichkeit sowohl zum laserchirurgischen Ablatieren als auch zum Stabilisieren von Hornhaut 2 eines Auges 3 bspw. bei Keratokonus geeignet ist. 1 shows an exemplary ophthalmic laser device 1 to clarify the possibility of combining both for laser surgical ablation and to stabilize the cornea 2 one eye 3 for example, is suitable for keratoconus.

Die Laservorrichtung 1 umfasst einen Excimer-Laser 4, einen Strahlteiler 5, eine Scanoptik 6, eine Ablenkeinheit 7 (auch als Scannereinheit bezeichnet), die zusammen mit einem Leistungsmodulator 8 einen Ablationsstrahlengang A bilden, sowie einen Strahlformer 9 und eine LED-Lichtquelle 10, die einen eingekoppelten Behandlungsstrahlengang B bilden. Daneben umfasst das Lasersystem 1 eine Steuereinheit 11 und eine Einrichtung zur Verfolgung der Augenbewegung (Eye-Tracker) 12.The laser device 1 includes an excimer laser 4 , a beam splitter 5 , a scanning optics 6 a distraction unit 7 (also referred to as a scanner unit), which together with a power modulator 8th form an ablation beam A, and a beam shaper 9 and an LED light source 10 , which form a coupled treatment beam path B. In addition, the laser system includes 1 a control unit 11 and Eye Tracking Device 12 ,

Andere Ausführungsformen zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung sind möglich (nicht abgebildet).Other embodiments for realizing the solution according to the invention are possible (not shown).

Die Scannereinheit 7 umfasst beispielsweise eine Anzahl von galvanometrischen Spiegeln zur Ablenkung des Fokus der Laserstrahlung des Lasers 4 oder der Behandlungsstrahlung in x- und y-Richtung über die Cornea 2. Eine Fokussierung der Behandlungsstrahlung in z-Richtung entlang der optischen Achse gelingt beispielsweise durch eine bewegliche Linse oder Linsengruppe innerhalb der Scanoptik 6 oder eine hier nicht dargestellte separate Fokussieroptik oder alternativ durch eine bewegliche Tubuslinse (nicht abgebildet).The scanner unit 7 includes, for example, a number of galvanometric mirrors for Distraction of the focus of the laser radiation of the laser 4 or the treatment radiation in the x and y direction over the cornea 2 , A focusing of the treatment radiation in the z-direction along the optical axis succeeds, for example, by means of a movable lens or lens group within the scanning optics 6 or a separate focusing optics, not shown here, or alternatively by a movable tube lens (not shown).

Die LED 10 weist beispielsweise eine Wellenlänge von 365 ± 5 nm und eine Leistung von 3 W mit einer optischen Ausgangsleistung von 200–300 mW auf. Eine geeignete LED ist z. B. LZ1-00U600 der Firma LED ENGIN, San Jose, USA.The LED 10 For example, has a wavelength of 365 ± 5 nm and a power of 3 W with an optical output power of 200-300 mW. A suitable LED is z. B. LZ1-00U600 the company LED ENGIN, San Jose, USA.

Die zentrale Steuereinheit 11 ist sowohl mit der LED 10 als auch mit dem Laser 4 verbunden. Der Laser 4 ist beispielsweise ein Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 193 nm. Er emittiert Laserstrahlung bei einer zur chirurgischen Ablation geeigneten Strahlungsleistung. Die UV-Laserstrahlung tritt aus dem Laser 4 aus und durchläuft den Strahlteiler 5. Der Modulator 8 dient zur Feineinstellung der auf die Hornhaut 2 abgegebenen Strahlungsleistung. Der Laserstrahl wird anschließend über die Scanoptik 6 und die Scannereinheit 7 gezielt auf die Cornea 2 fokussiert. Das Ziel kann mittels der Scannereinheit 7 und einer beweglichen Linse oder Linsengruppe innerhalb der Scanoptik 6 oder der Fokussieroptik in x-, y- und ggf. auch in z-Richtung relativ zu Cornea 2 verschoben werden. Diese Anordnung kann mit einer entsprechenden Ansteuerung das bekannte Verfahren einer ablativen Behandlung der Hornhaut zur Refraktionskorrektur realisieren.The central control unit 11 is both with the LED 10 as well as with the laser 4 connected. The laser 4 is, for example, an excimer laser with a wavelength of 193 nm. It emits laser radiation at a radiation power suitable for surgical ablation. The UV laser radiation emerges from the laser 4 off and goes through the beam splitter 5 , The modulator 8th Used for fine adjustment of the cornea 2 emitted radiation power. The laser beam is then transmitted via the scanning optics 6 and the scanner unit 7 targeted to the cornea 2 focused. The target can be detected by the scanner unit 7 and a movable lens or lens group within the scanning optics 6 or the focusing optics in the x-, y- and possibly also in the z-direction relative to the cornea 2 be moved. This arrangement can realize the known method of ablative treatment of the cornea for refraction correction with a corresponding activation.

Hier wesentlich ist die Möglichkeit unter Nutzung von vorhandenen Baueinheiten des Ablationslasers (Steuereinheit 11, Ablenkeinheit 7, Eye-Tracker 12, u. a) mittels der UVA-Lichtquelle 10 ein Behandlung zur Hornhautstabilisierung durchzuführen. Damit können einerseits Bereiche der Hornhaut, welche ablativ behandelt wurden stabilisiert werden, andererseits auch eigenständige Behandlungen, z. B. von Keratokonus, durchgeführt werden.Here is the possibility of using existing units of the ablation laser (control unit 11 , Deflection unit 7 , Eye tracker 12 , u. a) by means of the UVA light source 10 to perform a corneal stabilization treatment. On the one hand, areas of the cornea which have been ablatively treated can be stabilized, on the other hand, independent treatments, eg. B. of keratoconus performed.

Der Strahlformer 9 steuert die korrekte Größe, Divergenz und/oder Homogenität des UVA-Behandlungsstrahls. Dazu verfügt er über geeignete optische Elemente, wie z. B. Linsen, eine variable Blende und einen mikrooptischen Homogenisierer. Außerdem kann dieser so ausgeführt sein, dass er einen Behandlungsstrahl zur Vollflächenbehandlung der Cornea 2 generiert, der eine an die Hornhautkrümmung angepasste Intensitätsverteilung aufweist, so dass auch bei einer solchen Behandlung eine gleichmäßige Wirkung über die gesamte Behandlungsfläche erzielt wird. Dazu kann der Strahlformer geeignete optische Elemente mit refraktiven oder diffraktiven mikrooptischen Strukturen aufweisen. Weiterhin regelt der Strahlformer durch geeignete optische Elemente den Behandlungsstrahl so, dass die zur Behandlung notwendige Intensität in der Behandlungsebene erreicht wird. Zusätzlich kann ein im Excimer Laser bereits vorhandene Energiesensor zum Monitoring oder zur aktiven Regelung der Bestrahlungsenergie verwendet werden.The beamformer 9 controls the correct size, divergence and / or homogeneity of the UVA treatment beam. For this he has suitable optical elements, such. As lenses, a variable aperture and a micro-optical homogenizer. In addition, this can be designed so that it is a treatment beam for full-surface treatment of the cornea 2 generated, which has a matched to the corneal curvature intensity distribution, so that even with such a treatment, a uniform effect over the entire treatment area is achieved. For this purpose, the beam shaper can have suitable optical elements with refractive or diffractive micro-optical structures. Furthermore, the beam shaper regulates the treatment beam by means of suitable optical elements in such a way that the intensity necessary for the treatment is achieved in the treatment level. In addition, an existing energy sensor in the excimer laser for monitoring or active control of the irradiation energy can be used.

Die Steuereinheit 11 kann durch Ablenken des Behandlungslichts in x- und y-Richtung mittels der Ablenkeinheit 7 und Veränderung der Fokussierung in z-Richtung mittels der Fokussieroptik beliebige Abtastpunkte innerhalb der Cornea 2 mit Behandlungslicht von der LED 10 bestrahlen.The control unit 11 can by deflecting the treatment light in the x and y direction by means of the deflection 7 and changing the focusing in the z-direction by means of the focusing optics arbitrary sampling points within the cornea 2 with treatment light from the LED 10 irradiate.

Die Steuereinheit 11 führt beispielsweise das in 2 dargestellte Betriebsverfahren durch, wobei der unterbrochen umrandete Schritt S1 typischerweise manuell vom Bediener durchgeführt wird, wenn wie üblich ein vernetzendes Agens verwendet wird.The control unit 11 leads, for example, the in 2 The operating method is illustrated in FIG. 1, wherein the interrupted-bordered step S1 is typically performed manually by the operator when, as usual, a cross-linking agent is used.

Die UVA-LED 10 wird dabei für die Quervernetzung von Kollagenfasern der Cornea 2 während der Behandlungsphase verwendet.The UVA LED 10 is used for the cross-linking of collagen fibers of the cornea 2 used during the treatment phase.

Zunächst wird die Lage des Patientenauges 3 detektiert (Schritt S2). Dabei kann der Kopf des Patienten fixiert sein. Der Blick des Patienten kann zwar durch ein geeignetes Ziel möglichst konstant gehalten werden, allerdings lassen sich unwillkürliche Augenbewegungen nie völlig ausschließen.First, the location of the patient's eye 3 detected (step S2). In this case, the head of the patient can be fixed. Although the patient's gaze can be kept as constant as possible by a suitable target, involuntary eye movements can never be completely ruled out.

Anschließend werden Bestrahlungssteuerdaten aus vorbekannten Therapieansätzen bestimmt (Schritt S3). Die Bestrahlungssteuerdaten umfassen beispielsweise Ansteuersignale für die Achsender Scannereinheit 7 beziehungsweise für die interne z-Fokussierung und für die UVA-Strahlquelle 10. Die Bestrahlungssteuerdaten werden beispielsweise aus Vorgaben ermittelt, die über eine Software-Schnittstelle aus einer Datenbank oder über eine graphische Benutzerschnittstelle beim Bediener abgefragt werden. Insbesondere können bei der Ermittlung der Bestrahlungssteuerdaten topographische Daten, Wellenfront-Daten, Daten einer Ultraschallmessung oder OCT-Messwerte von der zu behandelnden Hornhaut 2, die räumliche Informationen über einen Keratokonus, vorhandene Ablationsgebiete und/oder andere querzuvernetzende Areale enthalten, berücksichtigt werden.Subsequently, irradiation control data are determined from previously known therapeutic approaches (step S3). The irradiation control data include, for example, drive signals for the axes of the scanner unit 7 or for internal z-focusing and for the UVA beam source 10 , The irradiation control data are determined, for example, from specifications that are queried via a software interface from a database or via a graphical user interface to the operator. In particular, when ascertaining the irradiation control data, topographic data, wavefront data, data of an ultrasound measurement or OCT measured values of the cornea to be treated can be used 2 which include spatial information on keratoconus, existing ablation areas and / or other areas to be cross-linked.

Anschließend wird die aktuelle Lage des Auges mit dem Eye-Tracker 12 bestimmt (S4) und bei Abweichung von der Ausgangslage die Bestrahlungssteuerdaten entsprechend angepasst (S5), und die Bestrahlung bei einer ausschließlich photochemisch wirkenden Behandlungsleistung anhand der angepassten Bestrahlungssteuerdaten durchgeführt (Schritt S6). Die Steuereinheit 11 steuert dabei die UVA-Lichtquelle 10 auf die photochemisch wirksame Strahlungsleistung und die Ablenkeinheit 7 und ggf. Scanoptik 6 und/oder Strahlformer 9 gemäß den Bestrahlungsdaten. An jeder zu bestrahlenden Stelle steuert sie die Lichtquelle 10 gemäß den Bestrahlungssteuerdaten so, dass die vorgesehene Strahlungsenergie in die Hornhaut 2 eingetragen wird. Wenn die vorgesehene Behandlung noch nicht abgeschlossen ist, wird erneut die aktuelle Lage des Auges mit dem Eye-Tracker 12 (S4) ermittelt und der beschriebene Ablauf fortgesetzt bis das gesamte geplante Hornhautareal behandelt wurde.Subsequently, the current position of the eye with the eye tracker 12 determined (S4) and in deviation from the starting position, the irradiation control data adjusted accordingly (S5), and the irradiation at an exclusively photochemically acting treatment performance based on the adjusted irradiation control data carried out (step S6). The control unit 11 controls the UVA light source 10 on the photochemical effective radiant power and the deflection unit 7 and possibly scanning optics 6 and / or beamformer 9 according to the irradiation data. At each point to be irradiated it controls the light source 10 according to the irradiation control data so that the intended radiant energy into the cornea 2 is registered. If the intended treatment has not been completed, the current location of the eye is redone with the Eye Tracker 12 (S4) was determined and the procedure described continued until the entire planned corneal area was treated.

Eine Anpassung an die Gegebenheiten des Patientenauges 3, beispielsweise die Stellen, die querzuvernetzen sind oder die benötigte Quervernetzungseffizienz etc., kann unter anderem durch Anpassung der Behandlungsmuster, eine Variation der Abstände zwischen den Stellen (engl. „spots”), der Pulsenergie und der Pulsfrequenz erfolgen.An adaptation to the conditions of the patient's eye 3 For example, the sites to be cross-linked or the required cross-linking efficiency, etc. can be achieved, inter alia, by adjusting the treatment patterns, varying the distances between the sites (spots), the pulse energy and the pulse rate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Laservorrichtunglaser device
22: Hornhautcornea
33: Augeeye
44: Laserlaser
55: Strahlteilerbeamsplitter
66: Scanoptikscan optics
77: AblenkeinheitDeflector
88th: Leistungsmodulatorpower modulator
99: Strahlformerbeamformer
1010: UVA-LEDUVA LED
1111: Steuereinheitcontrol unit
1212: Eye-TrackerEye tracker
AA: AblationsstrahlengangAblationsstrahlengang
BB: BehandlungsstrahlengangTreatment beam path
QQ: Behandlungsbereichtreatment area
x, y, zx, y, z: Koordinatencoordinates

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US Pat. No. 678,339 B1 [0005]
US 2008/0114283 A1 [0005]
US 2008/0114283 [0005]
EP 1790383 [0006]
EP 2395953 [0014]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Spörl et al .: "Biophysical principles of collagen cross-linking", Klin. Monatsbl. Augenheilkd. 2008 Feb; 225 (2): 131-7 [0004]
Wollensak et al .: "Treatment of keratoconus by collagen cross-linking", The Ophthalmologist, 2003 Jan., 100 (1): 44-9 [0005]

Claims

Ophthalmic treatment device ( 1 ), in particular for stabilizing a cornea ( 2 ), with a light source ( 10 ) whose beam can be focused along a treatment beam path (B) in a treatment area (Q), and a control unit ( 11 ) for controlling the light source ( 10 ), wherein the treatment beam path (B) a variably adjustable deflection unit ( 7 . 8th ) for scanning the treatment area (Q) and the control unit ( 11 ) is adapted for crosslinking collagen fibers of a cornea ( 2 ) of an eye arranged in the treatment area (Q) ( 3 ) by successive irradiation of the cornea ( 2 ) at different locations by means of the deflection unit ( 7 . 8th ), characterized in that the light source is an emitting in the near ultraviolet spectral range LED.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that an eye tracking unit ( 12 ) is provided, which with the control unit ( 11 ) connected is.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the treatment beam path (B) is designed or adjustable such that the treatment beam on the cornea ( 2 ) has a wavelength range and a radiant energy that can crosslink collagen fibers.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein the treatment beam path (B) is designed or adjustable such that the treatment beam on the cornea ( 2 ) Ablation-free and in particular free of laser-induced thermal interaction.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, 2, 3 or 4, which further comprises an excimer laser ( 4 ) for ablation of the cornea ( 2 ) having.

Method for stabilizing a cornea ( 2 ) of an eye ( 3 ), whereby the cornea ( 2 ) with light from a UVA LED ( 10 ) is irradiated to collagen fibers of the cornea ( 2 ), characterized in that the cornea ( 2 ) is successively irradiated locally at different points in such a way that collagen fibers are crosslinked to one another at the irradiated points.

Method according to the preceding claim, wherein the points are irradiated in such a way that the effect of the crosslinking is homogeneous or corresponds to a predetermined desired value.