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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem. Die Erfindung betrifft weiterhin ein ophthalmologisches Diagnose- und/oder Therapiesystem mit einer solchen Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem.
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Viele Untersuchungen, Therapien und insbesondere chirurgische Eingriffe in der Augenmedizin werden mittlerweile unter Zuhilfenahme von teil- oder vollautomatisierten Systemen durchgeführt. So werden Augenerkrankungen beispielsweise zunächst mittels entsprechender Diagnosemethoden und -systemen, wie der optischen Kohärenztomografie (OCT) oder ophthalmometrischer Messungen, charakterisiert, und anschließend durch lasergestützte chirurgische Operationssysteme behandelt. Während der Therapie wird dabei idealerweise auf die zuvor erhobenen Messdaten zurückgegriffen und/oder es werden weitere Daten ermittelt. Bei vielen therapeutischen Eingriffen ist dabei eine sichere Positionierung des Auges zum eingreifenden Medium, wie beispielsweise einem Laser, von essentieller Bedeutung.
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Unter den chirurgischen Eingriffen in der Augenmedizin ist die refraktive Chirurgie, z. B. zur Korrektur von Hornhautkrümmungen, zu nennen oder aber die Kataraktchirurgie als eines der am häufigsten durchgeführten Therapieverfahren. Von Entwicklungen auf diesen Gebieten, die die sichere Durchführung hochautomatisierter, lasergestützter Operationen unterstützen, profitieren in Folge andere Bereiche der Augenmedizin, bei denen diese Entwicklungen ebenfalls ihren Einsatz finden können.
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Bei lasergestützten Therapieverfahren muss die relative geometrische Lage des Patientenauges zum Laserfokus genau definiert sein. Je sicherer und präziser man diese festlegen kann, umso schonender kann der Eingriff erfolgen, weil bei definierter Bestrahlung Schädigungen in kritischen Augenbereichen vermieden werden können.
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Da bei den Laser-Therapieverfahren das Patientenauge in der Regel mit lokaler Tropfanästhesie betäubt wird, kann der Patient während der Therapie sein Auge bewusst oder unbewusst bewegen. Als unbewusste Bewegungen sind hier die so genannten Mikrosakkaden zu nennen. Dies sind schnelle, ruckartige Bewegungen des Auges mit sehr kleiner Amplitude, die nicht durch bewusstes Handeln abstellbar sind. Um die relative Positionierung von Auge und Lasersystem zu fixieren, wird deshalb das Patientenauge mit Hilfe eines Patienteninterfaces – also einer Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem, die der Herstellung einer Verbindung zwischen dem Auge und einem ophthalmologisches Diagnose- und/oder Therapiesystem dient – an das Lasersystem „angedockt”.
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In der Kataraktchirurgie werden häufig sogenannte Flüssigkeitsinterfaces eingesetzt. Sie bestehen aus einem trichterförmigen Behälter, der in der Regel mit einer Salzlösung (Balanced Salt Solution, BSS) befüllt wird. Das distale Ende der Laseroptik wird anschließend in die Salzlösung getaucht. Diese Anordnung hat gegenüber Kontaktgläsern, die direkt auf dem Auge aufsetzen, eine Reihe von Vorteilen, wie beispielsweise einen nur geringen Anstieg des intraokularen Drucks und die Vermeidung cornealer Faltenbildung, die in der Regel zur Störung der optischen Abbildung des Laserfokus in die Augenlinse führt. Zudem ist mit einem Flüssigkeitsinterface die Anpassung des Brechungsindex zwischen der Laseroptik und dem Hornhautmaterial auf einfache Weise möglich.
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Andere ophthalmologische Therapieverfahren, insbesondere auch andere chirurgische Verfahren wie die refraktive Chirurgie, nutzen hingegen Kontaktgläser.
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Patienteninterfaces müssen, um eine relative geometrische Lage des zu behandelnden Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem festzulegen zu können, am Auge fixiert werden. Üblicherweise wird diese Fixierung durch ein Ansaugen des Patienteninterfaces an das Auge mittels Vakuum erreicht. Ein Ansaugen eines Patienteninterfaces an das Auge mit einem Vakuum zieht jedoch sowohl technische als auch medizinische Nachteile nach sich: Ein starkes Ansaugen, was mit bislang bekannten Lösungen nötig ist, um das Auge tatsächlich ruhig zu stellen, verursacht zum Teil starke Blutungen in der Bindehaut. Diese Verletzungen heilen zwar nach einigen Tagen, werden aber sowohl vom Patienten als auch von den Ärzten als sehr unangenehm und störend empfunden. Zudem besteht beim Vakuumansaugen immer die Gefahr eines Saugverlustes, dem sogenannten „Suction Loss”, bei dem sich das Patienteninterface während der Laserprozedur vom Auge löst. Das kann unter Umständen zu ernsthaften Verletzungen im Auge führen, insbesondere wenn der Laserstrahl nicht rechtzeitig abgeschaltet oder geblockt wird.
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Nicht zuletzt verkompliziert das Ansaugen eines Patienteninterfaces an das Auge mittels Vakuum das Verfahren wie auch das System: Zum Erzeugen des Vakuums, insbesondere im Fall von lasergestützten chirurgischen Eingriffen, bei denen eine manuelle Erzeugung eines Vakuums zu risikoreich wäre, muss eine Pumpe in das System integriert und eine Schlauchleitung zum Patienteninterface verlegt werden. Zum einen erhöht dies die Herstellkosten des Therapiesystems; zum anderen kann eine Schlauchverbindung die Handhabung des Therapiesystems während der Operation behindern.
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Deshalb ist es sehr vorteilhaft, ein Patienteninterface am zu behandelnden Auge ohne eine Vakuumansaugung mechanisch fixieren zu können. Eine Möglichkeit einer sehr einfachen mechanischen Fixierung zeigt
CN 102935025 A auf. Ein Kontaktglas wird hier mit zwei Häkchen versehen, die dann wiederum mit Verbindungsbändern an einer Lidsperre festgebunden werden. Eine solche Vorrichtung erlaubt jedoch nicht eine sichere Fixierung des Auges, da sie eine Einstellung eines definierten und reproduzierbaren Anpressdrucks des Kontaktglases auf das Auge nicht ermöglicht.
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Die
WO 03/053229 A2 beschreibt wiederum eine Lidsperre, die das Auge durch eine Ausführung als gegossene, flexible Schale stabilisiert, die sich um den Augapfel herumlegt. Diese ist in einer Ausführungsform auch mit einer Flüssigkeit befüllbar. Soll eine solche Lidsperre jedoch zur Fixierung des Auges im Sinne einer Festlegung seiner geometrischen Lage in Bezug auf ein Diagnose- und/oder Therapiesystem genutzt werden, so kann dies nur durch einen entsprechenden Druck auf den Augapfel erfolgen, was wiederum zu einem unerwünscht hohen Intraokulardruck führen würde. Zudem ist der Augapfel in diesem Falle, gemeinsam mit der Lidsperre, in Grenzen weiterhin beweglich, so dass diese Bewegungen auf das ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem wirken würden.
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Um Bewegungen des Auges zu verhindern oder zumindest zu minimieren, wird in der
US 2014/0275751 A1 ein Klebeeffekt zwischen einem Patienteninterface und dem zu behandelnden Auge erzeugt, indem das Patienteninterface aus einem kollagen-basiertem Material hergestellt wird. Um eine Verbindung mit einem Therapiesystem zu schaffen, wird des Weiteren ein Befestigungsring auf das ursprünglich flache Patienteninterface aufgeklebt. Wahlweise wird das kollagen-basierte Interface unter einer herkömmlichen Lidsperre festgeklemmt. Durch die Ausführung des Patienteninterfaces und weil die Lidsperre an jeglicher Stelle aufsetzen kann, ist ein reproduzierbares Anpressen des Patienteninterfaces jedoch schwierig. Zudem sind für eine entsprechende Positionierung auf dem Auge zwei Hände erforderlich.
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In der
US 2012/0316544 A1 hingegen wird ein Interface für augenchirurgische Systeme, insbesondere eines in der Kataraktchirurgie eingesetzten Systems, beschrieben, das einen Behälter umfasst, der ein festes Material enthalten kann oder aber mit flüssigem Material befüllbar ist. Der Behälter weist eine umlaufende, zumindest teilweise geneigte Seitenwand auf. Auf dieser geneigten Seitenwand wird der Behälter mit einer üblichen Lidsperre festgeklemmt und damit gegen das Auge gedrückt. Die Neigung der Seitenwand bestimmt dabei den Anpressdruck. Eine Fixierung des Auges ist damit möglich. Jedoch ist die Tatsache, dass die Lidsperre an jeglicher Stelle auf der Seitenwand aufsetzen kann, kritisch für die Reproduzierbarkeit des Anpressens. Zudem ist auch hier eine Hantierung mit zwei Händen für eine entsprechende Positionierung erforderlich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem bereitzustellen, die eine sichere mechanische Fixierung dieser Vorrichtung an das zu behandelnde Auge ohne Vakuumansaugung und mit einem reproduzierbar einstellbaren Anpressdruck erlaubt, und die beim Aufbringen auf das Auge eine einfache Hantierung mit einer Hand ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein ophthalmologisches Diagnose- und/oder Therapiesystem mit einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem zu beschreiben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem nach Anspruch 1, ein ophthalmologisches Diagnose- und/oder Therapiesystem nach Anspruch 13 sowie durch ein Verfahren zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem nach Anspruch 14.
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Eine Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem enthält einen Behälter mit einem oberen Rand, der eingerichtet ist, um eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem Behälter und dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem herstellen zu können, und einem unteren Rand, der formschlüssig auf das Auge aufbringbar ist. Unter einem Behälter im Sinne dieser Erfindung ist dabei ein Körper zu verstehen, der im Raum eine beliebige Form annehmen kann, jedoch zumindest je eine Öffnung an zwei einander entgegengesetzten Seiten aufweist. Entlang dieser Öffnungen verlaufen der oben beschriebene obere Rand und der oben beschriebene untere Rand. Die gesamte äußere Hülle des Behälters zwischen diesen beiden Öffnungen sei als Mantelbereich bezeichnet.
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Der Behälter kann in seiner Größe wie auch seinem Material sehr unterschiedlich ausgestaltet sein. Abhängig von seinem Einsatz kann er so zum Beispiel eine Grundfläche enthalten, mit der ein überwiegender Teil eines Auges abdeckbar ist, sich jedoch in seiner Höhe nur auf wenige Millimeter erstrecken, oder aber bei gleicher Grundfläche eine Höhe von mehreren Zentimetern aufweisen. Der Behälter kann aus einem solchen Material hergestellt werden und eine solche Struktur aufweisen, dass er flüssigkeitsundurchlässig ist. Er kann jedoch auch zusätzliche Öffnungen bzw. eine offene Strukturierung im Mantelbereich aufweisen. Besonders eignen sich zumindest leicht elastische bzw. reversibel verformbare Materialen wie beispielsweise Silikon als Behältermaterial bzw. zur Ausgestaltung mindestens eines unteren Bereichs des Behälters, der den unteren Rand umfasst. In einer bevorzugten Ausführung ist der Behälter zylinderförmig oder trichterförmig mit einer runden oder ovalen Grundfläche.
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Die Vorrichtung enthält weiterhin eine Klemmeinrichtung zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung des Behälters mit dem Auge. Diese Klemmeinrichtung ist wiederum in ihrer Form, Größe und dem hierfür verwendeten Material variabel, sofern sie Teile enthält, die eine Klemmfunktion durch eine entsprechende reversible Verformbarkeit ermöglichen, und/oder die Möglichkeit der Beweglichkeit mindestens zweier Teile der Klemmeinrichtung relativ zueinander gegeben ist.
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Erfindungsgemäß weist nun diese Klemmeinrichtung eine bewegliche Verbindung mit dem Behälter über einen festen Drehpunkt oder eine feste Drehachse, die in einem Mantelbereich des Behälters angeordnet sind, auf. Ein solcher Drehpunkt ist beispielsweise realisierbar durch einen im Mantelbereich des Behälters angeordneten Stift, der als Drehachse dient oder aber ein im Mantelbereich des Behälters angeordnetes Gelenk, das als Drehpunkt dient. Selbstverständlich können auch mehrere feste Drehpunkte oder Drehachsen im Mantelbereich angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei solcher Drehpunkte oder Drehachsen im Mantelbereich einander gegenüberliegend angeordnet.
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Mit einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nun möglich, eine Verbindung zwischen einem Auge und einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem herzustellen. In der Regel geschieht diese Verbindung auf mechanische Art, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, durch Anklemmen oder aber durch ein Ansaugen am oberen Rand der Vorrichtung. Ist die Vorrichtung auf dem Auge mittels der kraftschlüssigen Verbindung durch die Klemmeinrichtung fixiert, so ist damit die relative geometrische Lage eines Auges zu dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem festgelegt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung birgt eine Reihe von Vorteilen: Durch die Vermeidung einer Ansaugung mittels eines Vakuums wird die Bindehaut nicht oder aber weniger verletzt; und die Gefahr eines Ansaugverlusts, der zu Schädigungen des Auges führen kann, wenn ein in diesem Moment betriebenes Therapiesystem nicht sofort abgestellt wird, ist gebannt. Der Aufbau des Systems wird wesentlich vereinfacht, indem Schlauchverbindungen zu einer Vakuumvorrichtung wie beispielsweise einer Vakuumpumpe vermieden werden. Auch bedarf es keines Vorhaltens einer Vakuumpumpe. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach zu handhaben, durch die vorhandene bewegliche Verbindung des Behälters mit der Klemmvorrichtung ist sie einhändig bedienbar. Zudem entfällt die Nutzung einer zusätzlichen Lidsperre, da die Klemmvorrichtung als solche genutzt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung des Weiteren gekennzeichnet durch eine Lösbarkeit der beweglichen Verbindung der Klemmeinrichtung mit dem Behälter. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ermöglicht dabei eine zerstörungsfreie Lösbarkeit dieser Verbindung. Zerstörungsfrei bedeutet hier, dass die Klemmeinrichtung und/oder der Behälter in ihrer Integrität erhalten werden. Damit können sie weitergenutzt werden und stellen zudem keine Partikelquelle dar. Möglich ist dies beispielsweise durch eine Schraub- oder Klemmverbindung. Letztere wird durch ein entsprechend flexibles Material mittels Aufstecken auf einen als Drehachse wirkenden Stift oder einen als Drehpunkt wirkenden Gelenkkopf ermöglicht. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung, bei dem eine Drehachse oder ein Drehpunkt realisiert wird durch einen an der Klemmeinrichtung befindlichen Stift oder Gelenkkopf, der in einen Hohlzylinder oder eine Gelenkpfanne ggf. mit leichtem Druck in eine dafür vorgesehene Öffnung des Hohlzylinders oder der Gelenkpfanne eingeführt werden kann. Dies birgt den Vorteil, dass nach den entsprechenden Schritten einer Therapie, bei denen das Diagnose- und/oder Therapiesystem genutzt wird, ein Weiterarbeiten am Auge möglich ist, bei dem der Behälter entnommen wird, die Klemmeinrichtung aber weiterhin am Auge verbleibt und dort beispielsweise als einfache Lidsperre weitergenutzt wird.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Klemmeinrichtung zur Fixierung des Auges zwei gegeneinander spannbare Bügel enthält. Dies ermöglicht einerseits eine stabile Ausführung. Zum anderen ermöglicht dies eine sehr guten Dosierbarkeit der Kraft, die eingesetzt wird, um die kraftschlüssige Verbindung des Behälters mit dem Auge herzustellen. Prinzipiell sind diese Bügel in ihrer Form und Größe wie auch dem einzusetzenden Material zwar variabel, allerdings mit der Einschränkung, dass ein Teil des Bügels zwischen dem Augapfel des Auges und dem Lid des Auges anordenbar sein muss. Auch muss das Material kompatibel für den direkten Kontakt mit Augengewebe sein.
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Eine Vorrichtung, die eine Klemmeinrichtung mit zwei Bügeln enthält, die sich gegeneinander spannen lassen, indem sie durch eine Federkopplung miteinander verbunden sind, stellt wiederum eine besondere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die ein Spannen der Klemmeinrichtung bei gleichzeitiger Kontrolle der Positionierung des Behälters auf dem Auge besonders einfach gestaltet.
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Die kraftschlüssige Verbindung des Behälters mit dem Auge wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Klemmwirkung der Klemmeinrichtung, die zu einem Teil zwischen den Augapfel des Auges und das Lid des Auges gebracht wird, erzeugt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist dabei die Klemmeinrichtung Mittel zum Sperren des Augenlids auf. Dies ist dann der Fall, wenn der Teil der Klemmeinrichtung, der zwischen den Augapfel des Auges und das Lid des Auges verbracht wird, so ausgelegt ist, dass er über einen überwiegenden Teil der Breite eines Auges zwischen den Augapfel und das Lid greifen kann, und damit das gesamte Lid in seiner Breite zurückhält und ein Schließen verhindert. Die Mittel zum Sperren der Lider können dabei entweder so realisiert sein, dass die Bügel der Klemmeinrichtung selbst entsprechend ausgeformt sind, oder aber einen speziellen Aufsatz enthalten. Ein Schließen der Augenlider wird zwar prinzipiell auch verhindert, wenn die Klemmeinrichtung nur an einem Punkt zwischen den Augapfel und das Lid greift. Dies ist jedoch unangenehmer für den Patienten und führt zu einem ungünstigen Klemm- bzw. Druckpunkt am Auge. Des Weiteren gewährleistet eine Klemmeinrichtung, die nur an einem Punkt zwischen den Augapfel und das Lid greift, auch keine sichere Öffnung des Auges beispielsweise für ein manuelles Weiterarbeiten am Auge des Patienten nach der Entfernung des Behälters.
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Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt es, den durch die Klemmeinrichtung ausgeübten Anpressdruck auf das Auge zu reduzieren: Dies ist dann der Fall, wenn der untere Rand des Behälters eine Augenauflagefläche aufweist, die ausgestaltet ist, um eine Haftungswirkung zwischen dieser Augenauflagefläche und dem Auge zu erzeugen, und damit schon ohne eine Klemmwirkung der Vorrichtung die Relativbewegung des Auges zum Behälter aktiv zu minimieren. Mit einer derart ausgestalteten Augenauflagefläche wird eine Relativbewegung des Auges zum Behälter schließlich verhindert, wenn durch die Klemmeinrichtung die kraftschlüssige Verbindung des Behälters mit dem Auge nur mit einem reduzierten Anpressdruck hergestellt ist. Eine solche Haftungswirkung im Sinne dieser Anmeldung umfasst dabei eine tatsächliche Erhöhung einer Haftungskraft auf chemischen Wege wie auch eine Erhöhung der Reibungskraft zwischen der Augenauflagefläche und dem Auge auf mechanischem Wege.
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Insbesondere kann eine solche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Augenauflagefläche am unteren Rand des Behälters aufweisen, die Noppen enthält, die in die Bindehaut des Auges versenkbar sind. Hierbei ist eine Vielzahl von Formen der Noppen denkbar, wie beispielsweise ein Kegelstumpf, ein spitzer Kegel, ein Pyramidenstumpf, eine spitze Pyramide, dünne Stifte oder Nadeln.
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Alternativ oder gleichzeitig ist es möglich, die entsprechende Augenauflagefläche der Vorrichtung einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen, mit der die Oberflächenrauigkeit erhöht wird, oder aber die Oberfläche dieser Augenauflagefläche mit einer haftungswirksamen Oberflächenbeschichtung zu versehen. Mit einer solchen haftungswirksamen Oberflächenbeschichtung kann auf chemischem Wege durch den Aufbau entsprechender Bindungen oder beispielsweise durch einen durch die Beschichtung initiierten Wasserentzug der Hornhaut und damit einer temporären lokalen Austrocknung der Hornhaut oder der Bindehaut unter der Augenauflagefläche der Vorrichtung eine erhöhte Haftungs- oder auch Reibungskraft erzielt werden.
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Der Behälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist des weiteren idealerweise eingerichtet, ein refraktiv wirksames Material in mindestens einem Teil des Volumenbereichs zwischen der Hornhaut des Auges und dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem aufzunehmen. Unter einem refraktiv wirksamen Material wird hier ein Material jeglichen Aggregatzustands verstanden, das einen Brechungsindex ungleich des Brechungsindexes eines dieses Material umgebenden Mediums aufweist. Je nach Anwendungsbereich und Art des refraktiv wirksamen Materials bedeutet dies beispielsweise, dass der Mantel entsprechend ausgestaltet ist und/oder in Nähe des unteren Randes entsprechende Auflagekanten oder -flächen vorgesehen sind, der Behälter also keiner zusätzlichen Bearbeitung oder anderer Vorbereitungen bedarf, um das für den Anwendungsfall vorgesehene refraktiv wirksame Material aufzunehmen.
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So kann der Behälter in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung zur Aufnahme eines Kontaktglases eingerichtet sein. Dies ermöglicht beispielsweise einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der lasergestützten Chirurgie, aber auch in nichtinvasiven Therapieverfahren.
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Der Behälter kann aber auch in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung eingerichtet sein, um mit einer refraktiv wirksamen Flüssigkeit oder einem refraktiv wirksamen Gel befüllt zu werden. Dies macht die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise interessant für einen Einsatz in der Kataraktchirurgie.
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Dabei ist in einer speziellen Ausgestaltung auch eine Kombination der Aufnahme einer optischen Linse oder einer kontaktglasähnlichen Vorrichtung sowie einer darauf folgenden Befüllung mit einer refraktiv wirksamen Flüssigkeit oder einem refraktiv wirksamen Gel möglich.
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In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des unteren Randes des Behälters und einer etwaigen Befüllung des Behälters erstreckt sich in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Dichtungsring entlang des unteren Randes des Behälters. Damit ist eine für das refraktiv wirksame Material dichte Verbindung zwischen dem Auge und dem Behälter für jegliches refraktiv wirksames Material herstellbar, und es wird beispielsweise einem möglichen Auslaufen einer refraktiv wirksamen Flüssigkeit in einem Fall Abhilfe geschaffen, in dem durch eine Ausgestaltung einer Augenauflagefläche am unteren Rand des Behälters durch Noppen eine entsprechende Undurchlässigkeit zwischen dem Behälter und dem Auge für die refraktiv wirksame Flüssigkeit auch nach Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung des Behälters mit dem Auge nicht gegeben ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem ist des Weiteren Teil eines erfindungsgemäßen Diagnose- und/oder Therapiesystems. Durch die Herstellung einer mechanisch festen Verbindung zwischen dem Behälter und dem ophthalmologisches Diagnose- und/oder Therapiesystem ist, sobald eine kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Behälter der Vorrichtung und dem Auge erfolgt ist – was sowohl vor der Herstellung einer mechanisch festen Verbindung zwischen dem Behälter und dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem als auch danach erfolgen kann – die relative geometrische Lage des Auges zu dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem nicht mehr veränderbar und damit festgelegt.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem sind folgende Schritte enthalten:
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem wird auf ein Auge aufgesetzt, nachdem die Klemmeinrichtung der Vorrichtung in eine erste Position gebracht wurde. Diese erste Position zeichnet sich dadurch aus, dass die dem Auge zugewandten Teile der Klemmeinrichtung in ihrer Lage zueinander angenähert sind und somit ungehindert auf ein Auge aufgesetzt werden können. Eine solche Annäherung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine äußere Druckkraft auf Teile der Klemmeinrichtung ausgeübt werden muss.
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Die Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges wird nach dem Aufsetzen auf das Auge manuell oder automatisch an einer optischen Achse des Auges ausgerichtet. Hierfür muss die Klemmeinrichtung weiterhin in der ersten Position gehalten werden. Erfordert also diese erste Position die Ausübung einer äußeren Druckkraft, so muss diese also während der Ausrichtung gehalten werden. Eine manuelle Ausrichtung erfolgt in der Regel durch Verschiebung der Vorrichtung auf dem Auge durch eine Person, die die entsprechende Diagnose oder Therapie durchführt. Die manuelle Ausrichtung kann durch entsprechende Analysemethoden wie beispielsweise ein Mikroskop oder eine Spaltlampe, welche auf die auf dem Auge befindliche Vorrichtung gerichtet ist, assistiert werden. Es ist jedoch auch eine automatische Ausrichtung denkbar, bei der die Vorrichtung mit der gewünschten Position auf dem Auge automatisch in Übereinstimmung gebracht wird, wobei dies unter Zuhilfenahme von Bilderkennungsverfahren oder anderen Assistenzsystemen erfolgen kann.
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Ist die gewünschte Position der Vorrichtung auf dem Auge erreicht, wird die Klemmeinrichtung der Vorrichtung in eine zweite Position verbracht. In dieser zweiten Position ist der Abstand der dem Auge zugewandten Teile der Klemmvorrichtung zueinander gegenüber der ersten Position derart erhöht, dass diese Teile der Klemmeinrichtung zwischen einem Augapfel des Auges und einem Lid des Auges angeordnet sind, wobei eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Auge entsteht. Ein solcher Übergang von einer ersten in eine zweite Position erfolgt beispielsweise durch schrittweise Rücknahme einer äußeren Druckkraft, was ein Hineingleiten der Teile vom zentralen Augenbereich in den Bereich zwischen den Augapfel des Auges und ein Lid des Auges bewirkt. Dabei finden die betreffenden Teile der Klemmeinrichtung Halt am augenseitigen Lidgewebe, was einen entsprechenden Anpressdruck des mit der Klemmvorrichtung in beweglicher Verbindung stehendem Behälters auf das Auge erzeugt. Damit ist der Behälter auf dem Auge so fixiert, dass dieses keine eigenen Bewegungen mehr durchführen kann.
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Ist nun die relative geometrische Lage des ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystems zur erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits bestimmt, so ist damit auch die relative geometrischen Lage eines Auges zu dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem festgelegt.
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Die relative Lage des ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystems zur erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch eine entsprechende mechanisch feste Verbindung der Vorrichtung über den oberen Rand des Behälters dieser Vorrichtung mit dem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem vorher, zwischen den oben genannten Schritten des Verfahrens oder aber hinterher hergestellt werden.
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Eine solche Verbindung kann auf mechanische Art – beispielsweise durch Schrauben, Anklemmen – oder durch Ansaugen am oberen Rand der Vorrichtung erfolgen.
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Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem;
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2a eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform und 2b einen vergrößerten Ausschnitt einer Augenauflagefläche des unteren Rands des Behälters der Vorrichtung;
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3a eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht und 3b einen vergrößerten Ausschnitt einer Augenauflagefläche des unteren Rands des Behälters der Vorrichtung;
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4 eine schematisierte Gesamtansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystems.
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Die 1 zeigt die Draufsicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage eines Auges zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem 1, während in der 2a hingegen eine Seitenansicht dieser ersten Ausführungsform dargestellt ist. Die darin enthaltene 2b stellt einen vergrößerten Ausschnitt einer Augenauflagefläche 9 des unteren Rands 8 des Behälters 2 der Vorrichtung 1 dar. In dieser ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage 1 eines Auges A1 zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem wird ein Behälter 2, der mit einer Flüssigkeit befüllbar ist und mithin auch als Flüssigkeits-Patienteninterface bezeichnet werden kann, mit einer Klemmeinrichtung 3 kombiniert, die die Funktion einer Lidsperre aufweist.
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Der Behälter 2 ist zur Aufnahme einer refraktiv wirksamen Flüssigkeit trichterförmig ausgestaltet und enthält sowohl auf seiner zum Auge A1 liegenden Seite eine Öffnung, wodurch ein unterer Rand 8 gebildet wird, als auch auf der gegenüberliegenden zum Diagnose- und/oder Therapiesystem zugewandten Seite eine Öffnung, wodurch ein oberer Rand 10 gebildet wird.
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Der untere Rand 8 ist so geformt und ausgestaltet, dass er formschlüssig auf das Auge A1 aufsetzbar ist. Um im angepressten Zustand ein mechanisches Verschieben des Behälters 2 auf dem Auge A1 zu verhindern, aber gleichzeitig den Anpressdruck des Behälters 2 auf das Auge A1 so gering wie möglich zu halten, enthält der zum Auge A1 weisende untere Rand des Behälters 2 eine Augenauflagefläche 9, die Noppenstrukturen in Form einer Vielzahl von Kegelstümpfen aufweist und deren Oberfläche aufgeraut ist. Durch Anpressen des Behälters 2 an das Auge A1 werden die Noppenstrukturen der Augenauflagefläche 9 in das weiche Bindehautgewebe oberhalb der Sklera des Auges A1 gedrückt. Die Reibung der rauen Oberflächen auf der Augenoberfläche verhindert zusätzlich, dass sich der gesamte Behälter 2 lateral im Auge A1 verschieben kann bzw. dass das Auge A1 eines zu behandelnden Patienten bewusst oder unbewusst bewegt werden kann.
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Durch das Anpressen des Behälters 2 ans Auge A1 wird in der Regel schon eine dichte, also flüssigkeitsundurchlässige Verbindung des Behälters 2 mit dem Auge A1 hergestellt. Am unteren Rand des eine refraktiv wirksame Flüssigkeit enthaltenden Behälters 2, also zum Auge A1 hin, befindet sich zudem ein Dichtungsring 7. Er erstreckt sich entlang des gesamten unteren Rands 8 des Behälters 2 und verhindert zuverlässig das Auslaufen der refraktiv wirksamen Flüssigkeit: Durch die natürlichen Schwankungen der Größe des Auges A1 von Patient zu Patient könnte es bei ungünstigen, stark von einen Normwert abweichenden Größen des Auges A1 zu entsprechenden Lecks kommen, wenn aufgrund abweichender Größen die Formschlüssigkeit des unteren Rands 8 des Behälters 2 zum Auge A1 nicht allein zu einer flüssigkeitsundurchlässigen Verbindung des Behälters 2 mit dem Auge A1 führt.
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Der obere Rand 10 des Behälters 2 wiederum ist so ausgestaltet, dass er an einem Diagnose- und/oder Therapiesystem durch Ansaugen dieses oberen Randbereichs fixierbar ist. Der Behälter 2 ist aus einem Polymer oder einem anderen festen Material geformt. Der Mantelbereich 11 ist damit dicht gegenüber der refraktiv wirksamen Flüssigkeit.
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Die Klemmeinrichtung 3 ist über zwei im Mantelbereich 11 des Behälters 2 sich gegenüberliegende feste Drehachsen 6 beweglich mit dem Behälter 2 verbunden. Diese Verbindung ist realisiert über zwei Stifte, die sich auf der Außenseite dieses trichterförmigen Behälters 2 befinden. An diesen Stiften sind die zwei Bügel 4 der als Lidsperre fungierenden Klemmvorrichtung 3 befestigt. Die beiden Bügel 4 sind über eine Federkopplung 5 mittels einer eine Druckspannung ausübenden Feder mechanisch miteinander verbunden.
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Beim „Andocken”, also dem Aufsetzen des Behälters 2, der einem Flüssigkeits-Patienteninterface entspricht, auf ein Auge A1 werden die Bügel 4 zusammengedrückt. Dabei wird der Behälter 2 im Bezug zu Strukturen des Auges A1, wie beispielsweise Limbus und Blutäderchen, ausgerichtet. Damit wird der Behälter 2 zugleich auch zur optischen Achse A4 des Auges ausgerichtet. Hierfür kann ein Bilderkennungsverfahren genutzt werden. Wenn die gewünschte Position des Behälters 2 gefunden ist, werden die Bügel 4 losgelassen. Die gewünschte Position kann prinzipiell auch nachträglich durch manuelles Verschieben im klemmenden Zustand erfolgen. Dafür muss jedoch die Haltekraft überwunden werden. Die Feder drückt dabei die Bügel 4 derart auseinander, dass deren augenseitige Enden zwischen Augenlid A2 und Bindehaut des Auges A1 gebracht werden, wie dies in der Seitenansicht der 2a zu sehen ist. Dadurch werden die Augenlider A2 geöffnet und in der offenen Position gehalten. Durch das Auseinanderdrücken der Bügel 4 wird außerdem der Behälter 2 an das Auge A1 angepresst.
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Sollen nun nach entsprechenden Behandlungsschritten des ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapieverfahrens, bei denen die relative geometrischen Lage eines Auges A1 zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem festgelegt sein muss, weitere Schritte folgen, bei denen das Auge A1 zwar geöffnet gehalten werden muss, aber eine Fixierung der Augenbewegung nicht mehr nötig ist, so wird durch einen äußeren Druck auf den Mantelbereich 11 des Behälters 2, der hierzu schwach elastisch ausgebildet ist, der Behälter 2 soweit zusammengedrückt, dass die als Drehachse 6 dienenden Stifte auf dem Mantelbereich 11 des Behälters 2 das entsprechende Gegenstück auf der Klemmvorrichtung 3 verlassen und der Behälter 2 nach oben, d. h. vom Auge weg, aus der Klemmvorrichtung 3 herausgezogen werden kann. Die Klemmvorrichtung 3 bleibt hingegen als Lidsperre am Platz, so dass das Auge A1 weiterhin offen gehalten wird.
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Da Lidsperren sehr häufig zusätzlich zu Patienteninterfaces eingesetzt werden, die mittels eines Vakuum an das Auge A1 angepresst werden, bietet diese Ausführungsform der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 nicht nur den Vorteil einer einfacheren Erzeugung des Anpressdrucks und damit einer Vereinfachung der Vorrichtung und einer vereinfachten Handhabung einer solchen Vorrichtung, sondern sie macht den Einsatz einer zusätzlichen Lidsperre während der gesamten Behandlung des Patientenauges überflüssig.
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Die 3a zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht. Die darin enthaltene 3b stellt einen vergrößerten Ausschnitt einer Augenauflagefläche 9 des unteren Rands 8 des Behälters 2 der Vorrichtung 1 dar. Bei der Beschreibung dieser zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen und im Folgenden nur auf die Unterschiede der zweiten Ausführungsform zu dieser ersten eingegangen.
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Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist der Behälter 2 in der zweiten Ausführungsform ausgestaltet, um ein Kontaktglas 12 aufzunehmen. Der Behälter 2 muss folglich nicht flüssigkeitsundurchlässig sein, noch muss er flüssigkeitsundurchlässig auf dem Auge A1 aufliegen. Deshalb ist er in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Aufnahme des Kontaktglases 12 wesentlich flacher ausgestaltet, als dies in der ersten Ausführungsform zur Aufnahme der refraktiv wirksamen Flüssigkeit der Fall ist. Des Weiteren kann in der zweiten Ausführungsform auf einen zusätzlichen Dichtungsring 7 verzichtet werden, da keine Gefahr eines Lecks besteht.
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Die Augenauflagefläche 9 in der zweiten Ausführungsform enthält keine Noppen oder ähnliche zusätzliche Strukturen. Sie ist hingegen oberflächenbeschichtet mit einem Material, das eine zusätzliche Haftungswirkung zwischen dem Behälter 2 und dem Auge A1 erzeugt. Ein Beispiel hierfür ist eine Beschichtung mit einem Kollagen oder einem hydrophilen Material mit Klebewirkung, das die Tränenflüssigkeit lokal absorbieren kann. Dabei ist zu bemerken, dass die Ausführung der Augenauflagefläche 9 unabhängig vom verwendeten refraktiv wirksamen Material ist, so dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, wie sie in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, anstelle der Noppenstruktur auch eine haftungswirksame Oberflächenbeschichtung enthalten kann und umgekehrt. Auch ist eine Kombination einer entsprechenden Noppenstruktur und einer Oberflächenbeschichtung möglich.
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Die 4 zeigt nun eine schematisierte Gesamtansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystems 100. Dabei soll nicht auf die Details eines solchen Diagnose- und/oder Therapiesystems 100 eingegangen werden. Die 4 dient lediglich dazu, am Beispiel eines nach der LASIK Methode arbeitenden Lasertherapiesystems aufzuzeigen, wie ein Auge A1 mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 an einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem 100 fixiert ist und damit die relative geometrische Lage eines Auges A1 zu einem ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem 100 festgelegt ist. Das Lasertherapiesystem enthält dabei einen Laser 101, dessen Strahl durch einen Strahlteiler 102 auf eine Scan-Einheit 103, die zwei um zwei senkrecht zueinander stehende Drehachsen drehbar gelagerte Scan-Spiegel enthält, geleitet wird. Dadurch kann der Laserstrahl zweidimensional abgelenkt werden. Über eine zwei Linsen enthaltende Projektionsoptik 104 wird der Strahl weiter auf das Auge A1 geleitet. Ein Teil des Strahls wird von der Cornea des Auges A1 zurückgestreut, durchläuft den Strahlteiler 102 und wird durch den Detektor 106 detektiert. Eine Kontrolleinheit 105 wertet die vom Detektor 106 gelieferten Daten aus und steuert den Laser 102, die Scan-Einheit 103 und die Projektionsoptik 104. Da nun die Position des Auges A1 zum Lasertherapiesystem 100 durch die Vorrichtung zur Festlegung einer relativen geometrischen Lage 1 eines Auges A1 fixiert ist, ist gesichert, dass beispielsweise in einer laserchirurgischen Anwendung Laserstrahlung, die das ophthalmologische Diagnose- und/oder Therapiesystem 100 verlässt, auf der dafür vorgesehenen Stelle auf dem Auge A1 einwirken kann und andererseits Signale, die im ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystem vom Auge A1 empfangen werden, eindeutig einem Ort auf dem Auge A1 zugeordnet werden können. Dies ist durch den schematischen Strahlengang 107 innerhalb des ophthalmologischen Diagnose- und/oder Therapiesystems 100 aufgezeigt.
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Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale sind dabei nicht nur in den beispielhaft angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder allein einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Eine auf Vorrichtungsmerkmale bezogen Beschreibung gilt bezüglich dieser Merkmale analog für das entsprechende Verfahren, während Verfahrensmerkmale entsprechend funktionelle Merkmale der beschriebenen Vorrichtung darstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 102935025 A [0010]
- WO 03/053229 A2 [0011]
- US 2014/0275751 A1 [0012]
- US 2012/0316544 A1 [0013]
