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Die Erfindung bezieht sich auf eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Behandlungsvorrichtung, die eine Planungseinrichtung der genannten Art aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt. Die Erfindung bezieht sich schließlich ebenso auf ein Verfahren zur Augenchirurgie, wobei mittels einer Behandlungsvorrichtung mit einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt wird.
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Im Stand der Technik sind verschiedenste Behandlungsverfahren mit dem Ziel der Refraktionskorrektur am menschlichen Auge bekannt. Ziel der Operationsmethoden ist es dabei, die Hornhaut gezielt zu verändern, um so die Lichtbrechung im Auge zu beeinflussen. Hierfür werden mehrere Operationsmethoden eingesetzt. Am verbreitetsten ist gegenwärtig die sogenannte Laser-Insitu-Keratomileusis, die auch LASIK abgekürzt wird. Dabei wird zuerst eine Hornhaut-Lamelle von der Hornhautoberfläche einseitig gelöst und zur Seite geklappt. Das Lösen dieser Lamelle kann mittels eines mechanischen Mikrokeratoms erfolgen, oder auch mittels eines sogenannten Laserkeratoms, wie es z.B. von Intralase Corp., Irvine, USA, vertrieben wird. Nachdem die Lamelle gelöst und zur Seite geklappt wurde, ist bei der LASIK- Operation die Anwendung eines Excimer-Lasers vorgesehen, der das derart unter der Lamelle freigelegte Hornhautgewebe durch Ablation abträgt. Nachdem auf diese Art und Weise unter der Hornhautoberfläche liegendes Volumen verdampft wurde, wird die Hornhaut-Lamelle wieder auf den ursprünglichen Platz zurückgeklappt.
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Die Anwendung eines Laserkeratoms zum Freilegen der Lamelle ist gegenüber einem mechanischen Messer vorteilhaft, da die die geometrische Präzision verbessert und die Häufigkeit klinisch relevanter Komplikationen verringert ist. Insbesondere kann die Lamelle mit sehr viel konstanterer Dicke hergestellt werden, wenn Laserstrahlung verwendet wird. Auch ist die Schnittkannte präzise geformt, was die Gefahr für Heilungstörungen durch diese auch nach der Operation verbleibende Grenzfläche mindert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist allerdings, dass zwei unterschiedliche Behandlungsvorrichtungen verwendet werden müssen, zum einen nämlich das Laserkeratom zum Freilegen der Lamelle und zum anderen der das Hornhautgewebe verdampfende Laser.
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Diese Nachteile sind behoben bei einem Verfahren, das jüngst durch die Carl Zeiss Meditec AG implementiert wurde und mit der Bezeichnung FLEX abgekürzt wird. Bei diesem Verfahren zur Lentikelextraktion wird mittels eines Kurzpulslasers, vorzugsweise eines Femtosekundenlasers in der Augenhornhaut eine Schnittgeometrie gebildet, welche in der Hornhaut ein Hornhaut-Volumen (sog. Lentikel) separiert. Dieses wird dann manuell vom Operateur entnommen, nachdem die das Lentikel bedeckende Lamelle zur Seite geklappt wurde. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt zum einen darin, dass die Schnittqualität durch Anwendung des Femtosekundenlasers nochmals verbessert ist. Zum anderen ist nur noch eine Behandlungsvorrichtung erforderlich; der Excimer-Laser wird nicht mehr eingesetzt. Eine Weiterentwicklung des FLEX-Verfahrens wird in der Literatur als SMILE-Verfahren bezeichnet, bei dem kein Flap erzeugt wird, sondern nur ein kleiner Öffnungsschnitt als Zugang zu dem unter dem sogenannten Cap liegenden Lentikel dient. Das separierte Lentikel wird durch diesen kleinen Öffnungsschnitt entnommen, wodurch die biomechanische Integrität der vorderen Hornhaut weniger beeinträchtigt wird als bei LASIK, FLEx oder PRK. Hinzu kommt, dass auf diese Weise weniger oberflächliche Nervenfasern in der Hornhaut zerschnitten werden, was sich nachweislich günstig auf die Wiederherstellung der ursprünglichen Sensibilität der Hornhautoberfläche auswirkt. Das nach LASIK oft zu behandelnde Symptom trockener Augen ist dadurch in seiner Ausprägung und Dauer reduziert. Auch andere Komplikationen nach LASIK, die meist mit dem Flap im Zusammenhang stehen (z.B. Falten, Epithel-Einwachsungen im Flapbett) treten ohne Flap seltener auf.
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Bei der Erzeugung von Schnittflächen in der Hornhaut mittels Laserstrahlung wird üblicherweise die optische Strahlungswirkung dadurch ausgenutzt, dass ein optischer Durchbruch durch einzelne optische Pulse, deren Dauer zwischen etwa 100 fs und 100 ns liegen kann, erzeugt wird. Auch ist es bekannt, einzelne Pulse, deren Energie unter einem Schwellwert für einen optischen Durchbruch liegt, derart überdeckt ins Gewebe bzw. Material einzubringen, dass auch damit eine Material- bzw. Gewebetrennung erreicht wird. Dieses Konzept der Schnitterzeugung im Hornhautgewebe erlaubt eine große Vielfalt an Schnitten.
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Es ist ebenfalls Stand der Technik, eine Vergrößerung der Tiefenschärfe eines menschlichen Auges durchzuführen, um so die durch den Verlust der Akkommodation hervorgerufene Altersweitsichtigkeit (Presbyopie) zu überwinden (Presbyopiekompensation). Eine Möglichkeit dazu besteht durch die Einbringung eines Implantats (auch Inlay genannt) in die Hornhaut zumindest eines Auges eines betroffenen Patienten. Dabei kann das Implantat künstlicher Natur sein, z.B. ein Ring oder eine Linse aus einem Kunststoffmaterial (z.B. KAMRA®, Flexivue®), oder auch ein entsprechend geformtes Implantat aus einem Biomaterial oder ein Transplantat aus humanem Hornhautgewebe. Es ist für die gegenwärtig verfügbaren Implantate hierzu üblich, mittels Femtosekunden-Laserkeratom eine taschenartige Schnittgeometrie (Pocket) in der Hornhaut zu erzeugen, welche zur Aufnahme des Implantats bestimmt ist und gleichzeitig die Einführung des Implantats durch den Arzt unterstützt.
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Hierbei ist es hilfreich, wenn das betroffene Auge einen Fernpunkt im Bereich zwischen 0.3m und Unendlich aufweist. Wenn das nicht der Fall ist, muss die Brechkraft des Auges zusätzlich mit einer Sehhilfe (Brille oder Kontaktlinse) korrigiert werden. Es ist gegenwärtig bereits machbar, chirurgische Korrekturverfahren (PRK oder LASIK mit Eximer-Laser) anzuwenden, um betroffene Augen vor oder nach der Implantation eines Inlays nochmals refraktiv zu korrigieren (Nachkorrektur).
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Erfolgt die Korrektur nach der Implantation eines Inlays, so stellt die Wechselwirkung des Therapieverfahrens mit dem Inlay ein kaum kalkulierbares Risiko für die Wirksamkeit und Sicherheit des Gesamtverfahrens dar.
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Erfolgt die Korrektur vor der Implantation eines Inlays, so sind die Bedingungen, welche durch die vorangegangene refraktive Korrektur geschaffen werden, nicht geeignet, um eine optimale Implantation zu gewährleisten. Hier besteht also großes Verbesserungspotenzial für die Wirksamkeit und Sicherheit des Gesamtverfahrens der Presbyopiekompensation.
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Die unter dem Markennamen ReLEx zusammengefassten Verfahren ReLEx flex und ReLEx smile der Firma Carl Zeiss Meditec bieten als Lentikelextraktionsverfahren beide grundsätzlich gute Möglichkeiten, mit einem Implantationsverfahren kombiniert zu werden, bei dem im Anschluss an die Lentikelentnahme ein Implantat in die Hornhaut platziert wird. Das Verfahren ReLEx smile bietet zudem die Möglichkeit, die infolge des Verfahrens geschaffene taschenartige Schnittgeometrie für Aufnahme des Implantats zu nutzen und so ein gewisses Maß an mechanischer Stabilität zu bieten. Allerdings lässt die bekannte Schnittgeometrie die Möglichkeit zu, dass das Inlay nach Abschluss der Operation erheblich verrutscht und damit der Seheindruck gestört wird.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, eine Behandlungsvorrichtung zur Refraktion korrigierenden Augenchirurgie sowie ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine solche Behandlungsvorrichtung anzugeben, bei dem ein optimale Positionierung eines Hornhautimplantats gewährleistet wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Planungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die Berechnungsmittel zum Festlegen einer Hornhaut-Schnittfläche aufweist, wobei die Berechnungsmittel die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmen, dass diese das Implantat formschlüssig fixiert.
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Die Erfindung wird weiter gelöst mit einer Behandlungsvorrichtung, die eine Lasereinrichtung aufweist, welche mittels Laserstrahlung gemäß Steuerdaten zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut trennt, und eine Planungseinrichtung nach der soeben genannten Art zum Erzeugen der Steuerdaten aufweist, wobei die Planungseinrichtung die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt, dass diese das Implantat formschlüssig fixiert.
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Die Erfindung wird schließlich ebenfalls gelöst mit einem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten gemäß der eingangs genannten Art, das aufweist: Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche zur Ansteuerung der Lasereinrichtung, wobei die Planungseinrichtung die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt, dass diese das Implantat formschlüssig fixiert.
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Die Erfindung wird schließlich ebenfalls mit einem Verfahren gelöst, das umfasst: Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche, Übertragen der Steuerdaten zur Behandlungsvorrichtung und Erzeugen der Schnittflächen durch Ansteuern der Lasereinrichtung mit dem Steuerdatensatz, wobei beim Erzeugen des Steuerdatensatzes die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt wird, dass diese das Implantat formschlüssig fixiert.
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Der Cap-Schnitt, d.h. der weitgehend parallel zur Hornhautoberfläche verlaufende Schnitt wird erfindungsgemäß im Wesentlichen so groß wie der Lentikeldurchmesser gewählt. Um bei der manuellen Lentikelentfernung genug Platz zu haben kann er auch minimal größer als der Lentikeldurchmesser sein. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß ein Zugangsschnitt erzeugt, der den Cap-Schnitt mit einem weiter außen, d.h. außerhalb der optischen Zone des Auges angeordneten Öffnungsschnitt verbindet. Dieser Zugangsschnitt kann bevorzugt streifenförmig oder kreissegmentartig sein.
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Auf diese Weise entsteht eine Schnittgeometrie, die einerseits ein Lentikel erzeugt, andererseits aber die dabei entstehende Tasche (Pocket) so klein wie möglich hält. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Schnittgeometrie mindestens einen Zugangsschnitt auf, der dazu dient, den Öffnungsschnitt weiter außerhalb des Zentrums der optischen Zone, möglichst außerhalb der optischen Zone zu positionieren. Durch diesen tunnelförmigen Öffnungsschnitt kann einerseits das Lentikel entnommen werden, andererseits im Anschluss an die Lentikelentnahme auch ein Implantat eingeführt werden. Durch die Kleinheit und angepasste Geometrie des Pocket besteht wenig Spielraum für eine Dezentrierung des Implantats. Zusätzlich wirkt der tunnelförmige Öffnungsschnitt lagestabiliserend für das Implantat.
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Der Zugangsschnitt weist vorteilhafterweise zwei parallele Kanten auf so dass er im Wesentlichen rechteckförmig ist und liegt meist in einer Tiefe von weniger als 300 µm. Der Lentikelschnitt und der Cap-Schnitt sind kreisförmig oder oval und haben einen Durchmesser von ca. 4 bis 7 mm. Die Cap-Dicke beträgt weniger als 300 µm, vorzugsweise zwischen 100 µm und 200 µm. Die Lentikelentnahme bewirkt eine Refraktionsänderung zwischen +10 dpt und –20 dpt, vorzugsweise zwischen +5 dpt und –10 dpt. Eine zusätzliche oder ausschließliche Zylinderkorrektur und/oder die Korrektur anderer höherer Ordnungen ist möglich. Die Erzeugung eines Lentikels ohne refraktive Wirkung (0dpt) aber mit einer gewissen Dicke (5 bis 30 µm) ist ebenfalls möglich.
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Dabei sind Strukturen zur Verbesserung der Zentrierung des Inlays von Vorteil, beispielsweise Absätze in runder oder ovaler Form. Diese können in die Lentikelgeometrie einbezogen sein oder auch nicht. Insbesondere kann eine entsprechende Struktur mittels Unterbrechung des Lentikelprofils bei einem für das Implantat angepassten Durchmesser erzeugt werden.
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Eine Erweiterung der Erfindung ergibt sich, wenn ein mit einer Laservorrichtung (Femtosekunden-, Picosekunden- oder Nanosekundenlaser) erzeugtes Lentikel noch vor seiner manuellen Entfernung aus der Hornhaut mit erfindungsgemäßen zusätzlichen Schnitten versehen wird, die dazu vorgesehen sind, das Lentikel für eine anschließende Weiterverwendung vorzubereiten. Diese Weiterverwendung kann dabei beispielsweise eine Lagerung, eine Verwendung als Ausgangsmaterial für Gewebeersatzmaterial, als Trägermaterial bei der biotechnischen Erzeugung von Gewebematerial oder als Transplantat sein. Erfindungsgemäß erfolgt damit eine Vorbearbeitung eines zu extrahierenden Lentikels noch im Auge des "Spenders" für eine spätere Weiterverwendung. Im Fall einer späteren Implantation eines Teils des entnommenen Gewebes erfolgt vorteilhafterweise die Erzeugung von Schnitten im Lentikel, die eine Markierung und/oder eine Zerlegung des Lentikels in mindestens einen zu implantierenden Teil (Transplantat) und den Rest (Abfall) durch einen Chirurgen vorbereiten oder ermöglichen. Es werden so beispielsweise Schnitte für ein Transplantat zur Presbyopiekorrektur mit etwa 3mm Durchmesser innerhalb eines zu extrahierenden Lentikels mit einem Durchmesser von ca. 7 mm erzeugt. In einem anderen erfindungsgemäßen Beispiel kann im Volumen eines zur Extraktion aus der Hornhaut eines myopen Patienten vorgesehenen Lentikels (extrahiertes Lentikel Lx) ein zur Implantation bei einem hyperopen Patienten vorgesehenes Lentikel (implantiertes Lentikel Li) mit etwa dem gleichen Durchmesser aber gegenüber Lx gezielt veränderter Form erzeugt werden. Auf diese Weise kann die myope Fehlsichtigkeit eines Auges eines Patienten korrigiert werden (z.B. sph = –8dpt, cyl = 0.5dpt) und mit dem entnommenen, bereits im Auge des ersten Patienten (Spenderauge) vorbearbeiteten Lentikel bzw. einem dafür präparierten Teil des Lentikels, eine hyperope Fehlsichtigkeit eines Auges eines anderen Patienten korrigiert werden (z.B. sph = 3dpt, cyl = 1dpt). Es ist erfindungsgemäß stets so, dass geometrisch betrachtet das Lentikel Li ein Teilvolumen von Lx ist. Die Erfindung ermöglicht die verbesserte Nutzung eines im Zuge eines medizinischen Verfahrens an einem Patienten ohnehin anfallenden Gewebematerials durch die Verbesserung der Möglichkeiten zur gezielten Weiterverwendung des Materials.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung mit einer Planungseinrichtung für eine Nachbehandlung bei augenchirurgischer Refraktionskorrektur,
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2 eine schematische Darstellung der Wirkung der Laserstrahlung, die in der Behandlungsvorrichtung der 1 verwendet wird,
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3 eine weitere Schemadarstellung des Behandlungsgerätes der 1 hinsichtlich der Einbringung der Laserstrahlung,
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4 eine schematische Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Veranschaulichung der Entnahme des Hornhaut-Volumens im Zusammenhang mit der augenchirurgischen Refraktionskorrektur,
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5 eine Schemadarstellung hinsichtlich des Aufbaus des Behandlungsgerätes der 1 mit besonderem Bezug auf die dort vorhandene Planungseinrichtung,
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6 eine Schemadarstellung einer Lentikelgeometrie SMILE nach dem Stand der Technik
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7 eine Schemadarstellung einer Schnittgeometrie für ein Pocket nach dem Stand der Technik
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8 eine Schemadarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Lentikelgeometrie
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9 eine Schemadarstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Lentikelgeometrie
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10 eine Schemadarstellung einer dritten erfindungsgemäßen Lentikelgeometrie
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11 eine Schemadarstellung einer vierten erfindungsgemäßen Lentikelgeometrie
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12 eine Schemadarstellung eines Inlays
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13 eine Schemadarstellung einer fünften erfindungsgemäßen Lentikelgeometrie
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14 eine Schemadarstellung einer sechsten erfindungsgemäßen Lentikelgeometrie
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Eine Behandlungsvorrichtung für die Augenchirurgie ist in 1 dargestellt und mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 versehen. Die Behandlungsvorrichtung 1 ist für die Einbringung von Laserschnitten an einem Auge 2 eines Patienten 3 ausgebildet. Dazu weist die Behandlungsvorrichtung 1 eine Lasereinrichtung 4 auf, die aus einer Laserquelle 5 einen Laserstrahl 6 abgibt, welcher als fokussierter Strahl 7 in das Auge 2 bzw. die Augenhornhaut gerichtet wird. Vorzugsweise ist der Laserstrahl 6 ein gepulster Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 300 Nanometer und 10 Mikrometer. Weiter liegt die Pulslänge des Laserstrahls 6 im Bereich zwischen 1 Femtosekunde und 100 Nanosekunden, wobei Pulswiederholraten von 50 bis 5000 Kilohertz und Pulsenergien zwischen 0,01 Mikrojoule und 0,01 Millijoule möglich sind. Die Behandlungsvorrichtung 1 erzeugt somit in der Hornhaut des Auges 2 durch Ablenkung der gepulsten Laserstrahlung eine Schnittfläche. In der Lasereinrichtung 4 bzw. deren Laserquelle 5 ist deshalb dazu noch ein Scanner 8 sowie ein Strahlungsintensitätsmodulator 9 vorgesehen.
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Der Patient 3 befindet sich auf einer Liege 10, die in drei Raumrichtungen verstellbar ist, um das Auge 2 passend zum Einfall des Laserstrahls 6 auszurichten. In bevorzugter Bauweise ist die Liege 10 motorisch verstellbar. Die Ansteuerung kann insbesondere durch ein Steuergerät 11 erfolgen, das grundsätzlich den Betrieb der Behandlungsvorrichtung 1 steuert und dazu über geeignete Datenverbindungen, beispielsweise Verbindungsleitungen 12 mit der Behandlungsvorrichtung verbunden ist. Natürlich kann diese Kommunikation auch über andere Wege, beispielsweise Lichtleiter oder per Funk geschehen. Das Steuergerät 11 nimmt die entsprechenden Einstellungen, Zeitsteuerung an der Behandlungsvorrichtung 1, insbesondere der Lasereinrichtung 4 vor und bewerkstelligt damit entsprechende Funktionen der Behandlungsvorrichtung 1.
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Die Behandlungsvorrichtung
1 weist weiter noch eine Fixiereinrichtung
15 auf, welche die Hornhaut des Auges
2 gegenüber der Lasereinrichtung
4 lagefixiert. Diese Fixiereinrichtung
15 kann dabei ein bekanntes Kontaktglas
45 umfassen, an das die Augenhornhaut durch Unterdruck angelegt wird und das der Augenhornhaut eine gewünschte geometrische Form verleiht. Solche Kontaktgläser sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
DE 10 2005 040 338 A1 . Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird, soweit die Beschreibung einer Bauform des für die Behandlungsvorrichtung
1 möglichen Kontaktglases
45 betroffen ist, hier vollumfänglich einbezogen.
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Die Behandlungseinrichtung 1 weist weiterhin eine hier nicht dargestellte Kamera auf, welche durch das Kontaktglas 45 hindurch ein Bild der Augenhornhaut 17 aufnehmen kann. Dabei kann die Beleuchtung für die Kamera sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Bereich des Lichtes erfolgen.
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Das Steuergerät 11 der Behandlungsvorrichtung 1 weist weiter noch eine Planungseinrichtung 16 auf, die später noch näher erläutert werden wird.
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2 zeigt schematisch die Wirkungsweise des einfallenden Laserstrahls
6. Der Laserstrahl
6 wird fokussiert und fällt als der fokussierte Laserstrahl
7 in die Hornhaut
17 des Auges
2. Zur Fokussierung ist eine schematisch eingezeichnete Optik
18 vorgesehen. Sie bewirkt in der Hornhaut
17 einen Fokus, in dem die Laserstrahlungsenergiedichte so hoch ist, dass in Kombination mit der Pulslänge der gepulsten Laserstrahlung
6 ein nicht-linearer Effekt in der Hornhaut
17 auftritt. Beispielsweise kann jeder Puls der gepulsten Laserstrahlung
6 im Fokus
19 einen optischen Durchbruch in der Augenhornhaut
17 erzeugen, welche wiederum eine in
2 nur schematisch angedeutete Plasmablase initiiert. Bei Entstehung der Plasmablase umfasst die Gewebsschichttrennung ein größeres Gebiet als den Fokus
19, obwohl die Bedingungen zur Erzeugung des optischen Durchbruches nur im Fokus
19 erreicht werden. Damit von jedem Laserpuls ein optischer Durchbruch erzeugt wird, muss die Energiedichte, d.h. die Fluence der Laserstrahlung oberhalb eines gewissen, pulslängenabhängigen Schwellwertes liegen. Dieser Zusammenhang ist dem Fachmann beispielsweise aus der
DE 69500997 T2 bekannt. Alternativ kann ein gewebetrennender Effekt auch durch gepulste Laserstrahlung erreicht werden, indem mehrere Laserstrahlungspulse in einem Bereich abgegeben werden, wobei sich die Fokus-Spots überlappen. Es wirken dann mehrere Laserstrahlungspulse zusammen, um einen gewebetrennenden Effekt zu erreichen. Die Art der Gewebetrennung, die die Behandlungsvorrichtung
1 einsetzt, ist jedoch für die nachfolgende Beschreibung nicht weiter relevant; wesentlich ist lediglich, dass eine Schnittflächenerzeugung in der Hornhaut
17 des Auges
2 stattfindet.
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Um eine augenchirurgische Refraktionskorrektur auszuführen, wird mittels der Laserstrahlung 6 aus einem Gebiet innerhalb der Hornhaut 17 ein Hornhautvolumen entfernt, indem dort Gewebeschichten getrennt werden, die das Hornhaut-Volumen isolieren und dann dessen Entnahme ermöglichen. Zur Isolierung des zu entfernenden Hornhaut-Volumens wird z.B. im Falle der gepulst eingebrachten Laserstrahlung die Lage des Fokus 17 der fokussierten Laserstrahlung 7 in der Hornhaut 17 verstellt. Dies ist schematisch in 3 gezeigt. Die Brechungseigenschaften der Hornhaut 17 werden durch die Entnahme des Volumens gezielt verändert, um so die Refraktionskorrektur zu erreichen. Das Volumen ist deshalb meist linsenförmig und wird als Lentikel bezeichnet.
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In 3 sind die Elemente der Behandlungsvorrichtung 1 nur insoweit eingetragen, als sie zum Verständnis der Schnittflächenerzeugung erforderlich sind. Der Laserstrahl 6 wird, wie bereits erwähnt, in einem Fokus 19 in der Hornhaut 19 gebündelt, und die Lage des Fokus 19 in der Hornhaut wird verstellt, so dass zur Schnittflächenerzeugung an verschiedenen Stellen fokussierende Energie aus Laserstrahlungspulsen in das Gewebe der Hornhaut 17 eingetragen wird. Die Laserstrahlung 6 wird von der Laserquelle 5 vorzugsweise als gepulste Strahlung bereitgestellt. Der Scanner 8 ist in der Bauweise der 3 zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem xy-Scanner 8a, der in einer Variante durch zwei im Wesentlichen orthogonal ablenkende Galvanometerspiegel realisiert ist. Der Scanner 8a lenkt den von der Laserquelle 5 kommenden Laserstrahl 6 zweidimensional ab, so dass nach dem Scanner 9 ein abgelenkter Laserstrahl 20 vorliegt. Der Scanner 8a bewirkt somit eine Verstellung der Lage des Fokus 19 im Wesentlichen senkrecht zur Haupteinfallsrichtung des Laserstrahls 6 in der Hornhaut 17. Zur Verstellung der Tiefenlage ist neben dem xy-Scanner 8a im Scanner 8 noch ein z-Scanner 8b vorgesehen, der beispielsweise als verstellbares Teleskop ausgebildet ist. Der z-Scanner 8b sorgt dafür, dass die z-Position der Lage des Fokus 19, d.h. dessen Position auf der optischen Achse des Einfalls verändert wird. Der z-Scanner 8b kann dem xy-Scanner 8a nach- oder vorgeordnet sein.
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Für das Funktionsprinzip der Behandlungsvorrichtung 1 ist die Zuordnung der einzelnen Koordinaten zu dem Raumrichtungen nicht wesentlich, genau so wenig, dass der Scanner 8a um zueinander rechtwinklige Achsen ablenkt. Vielmehr kann jeder Scanner verwendet werden, der in der Lage ist, den Fokus 19 in einer Ebene zu verstellen, in der die Einfallsachse der optischen Strahlung nicht liegt. Weiter können auch beliebige nicht-karthesische Koordinatensystem zur Ablenkung bzw. Steuerung der Lage des Fokus 19 verwendet werden. Beispiele dafür sind Kugelkoordinaten oder zylindrische Koordinaten. Die Steuerung der Lage des Fokus 19 erfolgt mittels der Scanner 8a, 8b unter Ansteuerung durch das Steuergerät 11, das entsprechende Einstellungen an der Laserquelle 5, dem (in 3 nicht gezeigten) Modulator 9 sowie dem Scanner 8 vornimmt. Das Steuergerät 11 sorgt für einen geeigneten Betrieb der Laserquelle 5 sowie die hier exemplarisch geschilderte dreidimensionale Fokusverstellung, so dass letztendlich eine Schnittfläche ausgebildet wird, die ein bestimmtes Hornhaut-Volumen isoliert, das zur Refraktionskorrektur entfernt werden soll.
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Die Steuereinrichtung
11 arbeitet nach vorgegebenen Steuerdaten, welche beispielsweise bei der hier lediglich exemplarisch geschilderten Lasereinrichtung
4 als Zielpunkte für die Fokusverstellung vorgegeben sind. Die Steuerdaten sind in der Regel in einem Steuerdatensatz zusammengefasst. Dies ergibt geometrische Vorgaben für die auszubildende Schnittfläche, beispielsweise die Koordinaten der Zielpunkte als Muster vor. Der Steuerdatensatz enthält dann in dieser Ausführungsform auch konkrete Stellenwerte für den Fokuslagenverstellmechanismus, z.B. für den Scanner
8. Die Erzeugung der Schnittfläche mit der Behandlungsvorrichtung
1 ist exemplarisch in
4 gezeigt. Ein Hornhaut-Volumen
21 in der Hornhaut
17 wird durch Verstellung des Fokus
19, in dem der fokussierte Strahl
7 gebündelt ist, isoliert. Dazu werden Schnittflächen ausgebildet, die hier exemplarisch als anteriore Flap-Schnittfläche
22 sowie als posteriore Lentikel-Schnittfläche
23 ausgebildet sind. Diese Begriffe sind hier lediglich exemplarisch zu verstehen und sollen den Bezug auf das herkömmliche Lasik- oder Flex-Verfahren herstellen, für das die Behandlungsvorrichtung
1, wie bereits geschildert, ebenfalls ausgebildet ist. Wesentlich ist hier lediglich, dass die Schnittflächen
22 und
23 sowie nicht weiter bezeichnete Randschnitte, welche die Schnittflächen
22 und
23 an deren Rändern zusammenführen, das Hornhaut-Volumen
21 isolieren. Durch einen Öffnungsschnitt
24 kann weiter eine das Hornhaut-Volumen
21 anterior begrenzende Hornhaut-Lamelle abgeklappt werden, so dass das Hornhaut-Volumen
21 entnehmbar ist. Diese durch den anterioren Schnitt definierte Hornhaut-Lamelle hat in der bevorzugten Ausführung eine konstante Dicke, kann aber auch eine inhomogene Dicke habe, insbesondere eine radiusabhängige Dicke. Alternativ kann das SMILE-Verfahren eingesetzt werden, bei der das Hornhautvolumen
21 durch einen kleinen Öffnungsschnitt entnommen wird, wie das in der
DE 10 2007 019813 A1 beschrieben ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird hier vollumfänglich einbezogen
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5 zeigt schematisch die Behandlungsvorrichtung 1, und anhand ihr soll die Bedeutung der Planungseinrichtung 16 näher erläutert werden. Die Behandlungsvorrichtung 1 weist in dieser Variante mindestens zwei Einrichtungen oder Module auf. Die bereits geschilderte Lasereinrichtung 4 gibt den Laserstrahl 6 auf das Auge 2 ab. Der Betrieb der Lasereinrichtung 4 erfolgt dabei, wie bereits geschildert, voll automatisch durch das Steuergerät 11, d.h. die Lasereinrichtung 4 startet auf ein entsprechendes Startsignal hin die Erzeugung und Ablenkung des Laserstrahls 6 und erzeugt dabei Schnittflächen, die auf die beschriebene Art und Weise aufgebaut sind,. Die für den Betrieb erforderlichen Steuersignale empfängt die Lasereinrichtung 5 vom Steuergerät 11, dem zuvor entsprechende Steuerdaten bereitgestellt wurden. Dies erfolgt mittels der Planungseinrichtung 16, die in 5 lediglich exemplarisch als Bestandteil des Steuergeräts 11 gezeigt ist. Natürlich kann die Planungseinrichtung 16 auch eigenständig ausgebildet sein und drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuereinrichtung 11 kommunizieren. Wesentlich ist dann lediglich, dass ein entsprechender Datenübertragungskanal zwischen der Planungseinrichtung 16 und dem Steuergerät 11 vorgesehen ist.
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Die Planungseinrichtung 16 erzeugt einen Steuerdatensatz, der dem Steuergerät 11 zur Ausführung der augenchirurgischen Refraktionskorrektur zur Verfügung gestellt wird. Dabei verwendet die Planungseinrichtung Messdaten über die Hornhaut des Auges. Diese Daten stammen in der hier beschriebenen Ausführungsform aus einer Messeinrichtung 28, die das Auge 2 des Patienten 2 zuvor vermessen hat. Natürlich kann die Messeinrichtung 28 auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und die entsprechenden Daten an die Schnittstelle 29 der Planungseinrichtung 16 übermitteln.
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Die Planungseinrichtung unterstützt nun den Bediener der Behandlungsvorrichtung 1 bei der Festlegung der Schnittfläche zur Isolierung des Hornhaut-Volumens 21. Dies kann bis zu einer vollautomatischen Festlegung der Schnittflächen gehen, die beispielsweise dadurch bewirkt werden kann, dass die Planungseinrichtung 16 aus den Messdaten das zu entnehmende Hornhaut-Volumen 21 ermittelt, dessen Begrenzungsflächen als Schnittflächen definiert und daraus entsprechende Steuerdaten für das Steuergerät 11 erzeugt. Am anderen Ende des Automatisierungsgrades kann die Planungseinrichtung 16 Eingabemöglichkeiten vorsehen, an denen ein Benutzer die Schnittflächen in Form von geometrischen Parametern etc. eingibt. Zwischenstufen sehen Vorschläge für die Schnittflächen vor, welche die Planungseinrichtung 16 automatisch generiert und die von einem Bearbeiter dann modifizierbar sind. Grundsätzlich können all diejenigen Konzepte, die im vorstehend allgemeineren Beschreibungsteil bereits erläutert wurden, hier in der Planungseinrichtung 16 zur Anwendung kommen.
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Um eine Behandlung durchzuführen, erzeugt die Planungseinrichtung 16 Steuerdaten für die Schnittflächenerzeugung, die dann in der Behandlungsvorrichtung 1 verwendet werden.
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6a zeigt eine Schemadarstellung eines Hornhautquerschnitts beim bekannten SMILE-Verfahren zur Verdeutlichung der geometrischen Verhältnisse. Die Hornhaut 17 weist einen anterioren Cap-Schnitt F mit einem Öffnungsschnitt O auf. Der posteriore Lentikelschnitt S isolierte ein Lentikelvolumen L, welches durch den Öffnungsschnitt O entnommen werden kann. Anschließend kann durch den Öffnungsschnitt O ein Inlay eingeführt werden. 6b zeigt eine Draufsicht auf die in 6a dargestellte Hornhaut. Der Öffnungsschnitt O hat dabei keine stabilisierende Wirkung auf das Inlay, welches den Platz des Lentikelvolumens L einnimmt.
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7a zeigt eine Schemadarstellung einer Schnittgeometrie für ein Pocket nach dem Stand der Technik im Querschnitt. Der Pocketschnitt P geht in einen Zugangsschnitt Z über, welcher zu einem Öffnungsschnitt O führt. Durch diesen wird das Inlay eingeführt und verändert dadurch die Geometrie der Hornhaut 17. 7b zeigt eine Draufsicht auf die in 7a dargestellte Hornhaut.
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Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Schnittgeometrien näher beschrieben. 8a zeigt eine Schemadarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Schnittgeometrie im Querschnitt. Der Cap-Schnitt F geht in einen Zugangsschnitt Z über, welcher zum Öffnungsschnitt O, welcher außerhalb der optischen Zone des Auges liegt, führt. Der posteriore Lentikelschnitt S isoliert ein Lentikelvolumen L, welches noch durch einen Randschnitt R begrenzt wird. 8b zeigt eine Draufsicht auf die in 8a dargestellte Hornhaut. Insbesondere durch den Randschnitt R, welcher im Wesentlichen dem Durchmesser des Inlay entsprechen sollte, wird dieses zuverlässig in seiner Position gehalten, obwohl zur besseren Entfernbarkeit des Lentikels L der Cap-Schnitt F etwas über den Durchmesser des Randschnitts R hinausgeht. Aber auch die Geometrie des Zugangsschnitts Z trägt zur Fixierung des Inlays bei.
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9 zeigt eine Schemadarstellung einer weiteren Schnittgeometrie im Querschnitt. Hier geht der Lentikelschnitt S in den Zugangsschnitt Z über, welcher zum Öffnungsschnitt O führt. Randschnitt R und Cap-Schnitt F begrenzen das Lentikel.
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10 zeigt eine Schemadarstellung einer weiteren Schnittgeometrie im Querschnitt. Hier schließt der Randschnitt R genau mit dem Lentikelschnitt S ab, das Inlay hat keinen Spielraum und ist fixiert.
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11 zeigt eine Schemadarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Schnittgeometrie im Querschnitt. Hier weist der Lentikelschnitt S eine Stufe W auf, so dass eine Ausbuchtung A in der Hornhaut 17 entsteht, welche ein ringförmiges Inlay zusätzlich fixiert. Mit dieser Lösung kann auch wieder der Cap-Schnitt F größer als der Randschnitt R sein um die Entfernung des Lentikels L zu vereinfachen, ohne dass das Inlay verrutschen kann.
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12 zeigt ein solches ringförmiges Inlay I in Querschnitt und Draufsicht.
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13 und 14 zeigen erfindungsgemäße Schnittgeometrien für die Gewinnung von Hornhauttransplantaten mit gewünschter refraktiver Wirkung. Dabei wird das Lentikel L des Spenders, welches so berechnet ist, dass der refraktive Fehler des Spenderauges korrigiert wird, durch einen Trennungsschnitt T so in zwei Teile geteilt, dass eines der Teile LI geeignet ist bei einem Empfänger des Transplantats die gewünschte refraktive Korrektur zu bewirken. In 13 sind die Verhältnisse für ein Transplantat für eine Hyperopiekorrektur dargestellt, das zur Implantation vorgesehene Teil LI des Lentikels L hat einen Durchmesser von ca. 3 mm bei ca. 7 mm Durchmesser des Gesamtlentikels L. Die Schnitte F (Cap-Schnitt), S (Lenttikelschnitt) und T (Trennungschnitt) werden im Auge des Patienten vor der Extraktion des Lentikels durch den Öffnungsschnitt O vorgenommen. Nach oder bei der Extraktion werden die beiden Lentikelteile LI und LX getrennt und das Teil LI klassifiziert und eingelagert oder direkt einem Empfänger implantiert. In 14 sind in Analogie zu 13 die Verhältnisse für ein Transplantat dargestellt, welches einen myopen Patienten entnommen wird und mit einem Lentikelteil LI ein zur Korrektur von Hyperopie eines anderen Patienten geeignetes Transplantat liefert. Dazu weist auch das zur Implantation vorgesehene Teil LI einen Durchmesser von ca. 7 mm auf, der Trennungsschnitt T geht also über den gesamten Durchmesser des Lentikelschnitts S.
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Mit den erfindungsgemäßen Schnittgeometrien kann also einerseits die Zentrierung eine Hornhautimplantats bedeutend verbessert werden, andererseits können auch solche Implantate mit erhöhter Präzision und unter Nutzung vorhandenen Materials hergestellt werden.
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Zusätzlich sei noch angemerkt, dass die Behandlungsvorrichtung 1 bzw. die Planungseinrichtung 16 natürlich auch die Durchführung des zuvor allgemein erläuterten Verfahrens konkret realisiert.
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Eine weitere Ausführungsform der Planungseinrichtung besteht in Form eines Computerprogramms bzw. eines entsprechenden Datenträgers mit einem Computerprogramm, der die Planungseinrichtung auf einem entsprechenden Computer realisiert, so dass die Eingabe der Messdaten über geeignete Datenübertragungsmittel an den Computer erfolgt und die Steuerdaten von diesem Computer an das Steuergerät 11 übertragen werden, wozu wiederum dem Fachmann bekannte Datenübertragungsmittel in Frage kommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005040338 A1 [0039]
- DE 69500997 T2 [0042]
- DE 102007019813 A1 [0046]
