DE102015009610A1

DE102015009610A1 - Post-operative Modifikation einer Intraokularlinse

Info

Publication number: DE102015009610A1
Application number: DE102015009610.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Krampert Gerhard; Johannes Kindt; Daniel Bublitz; Robert Pomraenke; Dr. Kühner Martin
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-26
Also published as: CN107847352B; EP3324906A1; WO2017012878A1; CN107847352A; US20180200112A1; US10517761B2; EP3324906B1

Abstract

Für die Modifikation des Brechungsindex durch Femtosekunden-Laser-Pulse werden Systeme und Methoden zur Lokalisierung der intraokularen Linse und/oder bereits vorhandener Brechungsindex-Muster sowie Schreib-Muster des Lasers und Brechungsindex-Muster offenbart. Zur Lokalisierung werden OCT-basierte, konfokale-Detektions- und Schnittbildsysteme offenbart die neben der Lokalisation der IOL besonders für die Detektion von Phasenmustern geeignet sind. Bzgl. Schreibmuster von Lasern wird die Modifikation von bereits vorhandenen Brechungsindex-Mustern in der IOL durch Löschen vorhandener Strukturen oder Ergänzen von bereits vorhandenen Brechungsindex-Mustern beschrieben.

Description

Zur Behandlung von Katarakt ist es seit Jahrzehnten üblich die natürliche Linse durch eine künstliche Linse, sogenannte intraokulare Linse, kurz IOL, im Rahmen eines chirurgischen, invasiven Eingriffs zu ersetzen.
Nach dem Einsetzen der intraokularen Linse können aus verschiedensten Gründen jedoch Probleme auftreten, die die Sehfähigkeit des Patienten, bei dem die intraokulare Linse eingesetzt wurde, beeinträchtigen.
So kann, die vor dem Eingriff – durch die gewählte, eingesetzte intraokulare Linse – angestrebte refraktive Korrektur tatsächlich postoperativ nicht erreicht worden sein. Z. B. kann die IOL-Berechnung fehlerhaft erfolgt sein, oder aber die IOL hat sich während des Heilungsprozesses in ihrer Lage und/oder Orientierung im Auge geändert. Dies gilt sowohl für monofokale als auch sogenannte multifokale intraokulare Linsen.
Ferner kann sich nach dem Eingriff herausstellen, dass eine implantierte multifokale Linse vom Patienten z. B. wegen Blendempfindlichkeit nicht vertragen wird.
Oder nach dem Eingriff stellt sich heraus, dass der Patient mit der implantierten monofokalen intraokularen Linse weniger zu Recht kommt, er nun doch sowohl in die Ferne als auch in die Nähe ohne Zuhilfenahme einer Brille sehen möchte, also eine multifokale intraokulare Linse wünscht.
Für alle derartigen Fälle ist eine nachträgliche Änderung der bereits eingesetzten intraokularen Linse ohne weiteren invasiven operativen Eingriff von Vorteil.
Dies kann durch Methoden, Techniken und Aufbauten, welche in den Patentanmeldungen US 2009/036880 Kempe, US 2008/001320, US 2009/143858, US 2009/005764 alle Knox, US 2010/228345, US 2014/135920 beide Bille offenbart sind, realisiert werden. In diesen Anmeldungen wird die Modifikation des Brechungsindex einer bereits implantierten intraokularen Linse durch die Behandlung der Linse mit einem Femtosekunden-Laser beschrieben. Dabei wird auf die genauen Parameter der Laserbehandlung z. B. Pulsenergien, 0,05–1000 nJ, Pulsdauern, 4–100 fs, oder auf Parameter des einzuschreibenden Brechungsindex-Muster z. B. typische Änderungen des Brechungsindex der IOL durch den Laser von 0,001 bis 0,03, axiale Ausdehnung des Brechungsindex-Musters von 5–50 μm oder die bevorzugte Anwendung eines sogenannten „wrapped lens”-Brechungsindex-Musters eingegangen. Neben dem Problem der Laserparameter und der Art des Index-Musters ist bei der praktischen Anwendung die Lokalisierung der IOL im Auge und/oder auch bereits vorhandener Brechungsindex-Muster in der IOL und Festlegen des Schreib-Musters des Lasers in der IOL, insbesondere bei wiederholter Brechungsindex-Korrektur durch einen Femtosekunden-Laser zu lösen.
Zwar sind Lösungen zum Auffinden der natürlichen Linse schon bekannt z. B. WO04026198 Kempe oder Blumenkranz US2006195076 , aber das Auffinden einer IOL mit keiner oder nur geringer Streuung im Volumen der IOL und einem scharfen, lokal begrenzten spekularen Reflex an der IOL-Oberfläche, welcher nicht immer einfach zu erfassen ist, stellt erhöhte Anforderungen.
Zwar erscheint es naheliegend das Schreib-Muster des Lasers, also dass Muster das der Fokuspunkt des Lasers unter Applikation von Laserlicht oder Pulsen abfährt, gleich dem einzuschreibenden Brechungsindex-Muster zu wählen. Dies ist für die erstmalige Korrektur der Fall. Jedoch bei einer Wiederholung einer Brechungsindex-Korrektur kann es sinnvoll sein, wie weiter unten beschrieben, Differenzen zwischen Schreib-Muster und dem noch einzuschreibenden Brechungsindex-Muster zuzulassen.
: System zum Schreiben eines Brechungsindex-Musters in eine implantierte IOL
: Schreib-Muster eines Femtosekunden-Lasers in eine implantierte IOL
: Schreib-Muster eines Femtosekunden-Lasers in eine implantierte IOL
Lokalisierung der intraokularen Linse und des Brechungsindex-Musters
Da bei der Berechnung des einzuschreibenden Brechungsindex-Musters von einer nominellen gegebenenfalls vor der Berechnung gemessenen Lage der IOL im Auge ausgegangen wird, muss diese nominelle Lage der IOL auch bei beim Schreiben bekannt sein. Dazu muss vor dem Schreiben des Schreib-Musters in die implementierte IOL zuerst die Lage und/oder Form der intraokularen Linse im Auge bezogen auf das Lasersystem bestimmt werden. Ferner muss geprüft werden, ob für das vorgesehene, nachträglich einzuschreibende Brechungsindex-Muster genügend Raum innerhalb der IOL vorhanden ist. Dies ist insbesondere relevant, wenn der Typ der implementierten IOL nicht bekannt ist, weil der invasive operative Eingriff der Implantation schon zu lange zurück liegt und keine Unterlagen mehr bekannt sind.
Ferner stellt sich für eine bereits schon einmal nichtinvasiv, durch obiges Laserverfahren modifizierte IOL das Problem, dass das vormals eingeschriebene Brechungsindex-Muster in seiner Dimension und/oder Lage in innerhalb der IOL bekannt sein muss. Erst dadurch wird es möglich dieses bereits existierende Brechungsindex-Muster durch ein weiteres Brechungsindex-Muster zu korrigieren. Da der unmodifizierte Brechungsindex der IOL nur wenig von dem Brechungsindex des bereits geschriebenen Brechungsindex-Muster abweicht, ist das Brechungsindex-Muster nur schwer mit klassischen auf Reflektion basierenden Bildgebungsmethoden erkennbar.
Um für eine Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch einen Femtosekunden-Laser die Lage und/oder Form der IOL im Auge und/oder auch die Dimension und/oder Lage eines bereits vorhandenen Brechungsindex-Muster zu identifizieren und die Brechungsindex-Modifikation der IOL durchzuführen wird ein System A aus folgenden Komponenten offenbart – siehe .

• Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle 1, einer Optik 5, die den Laserstrahl in das Auge und die IOL 6 fokussiert und einem Scanner 4, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. In einer Variante ist die Optik selbst ein scannendes Element.
• Optisches-Kohärenz-Tomographie(OCT)-Mess-/Bildgebungs-System mit OCT-Lichtquelle/OCT-Detektor 2 und lateralem Scanner 4, welcher über die gleiche Optik wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der OCT-Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. In einer Variante ist der Lateral-Scanner mit dem Lateral-Scanner zur Ablenkung des Femtosekunden Lasers identisch. In einer anderen Variante ist das Femtosekunden-Puls-Lasersystem identisch mit der OCT-Lichtquelle.
• Einem Steuergerät 9, welches Signale des OCT-Systems analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen und welches zur Applikation des Schreib-Musters in die IOL das Femtosekunden-Puls-Lasersystem steuert. In einer Ausführungsvariante analysiert das Steuergerät die Signale des OCT-Systems um die Lage und/oder Ausdehnung eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL in drei Dimensionen zu erfassen.

System A erlaubt eine schnelle Erfassung der IOL und/oder der bereits in der IOL vorhandenen Brechungsindex-Muster, weil der Tiefenscan bei modernen Spektraldomain-OCT-Verfahren wie SweptSource-OCT in kürzerer Zeit als bei den anderen weiter unten vorgestellten Systemen, erfolgen kann. Ferner kann mit dem System A sehr gut ein Brechungsindex-Muster erfasst werden, weil im OCT neben der Änderung des Brechungsindex, welches zu einem Reflexionssignal führt auch noch die Phasenänderung über das Brechungsindex-Muster hinweg, gemessen werden kann. OCT ist für eine solche Phasenänderung sehr empfindlich, während die reine konfokale Detektion gegenüber solchen Phasenänderungen unempfindlich ist.
Alternativ zum obigen System A wird – um für eine Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch einen Femtosekunden-Laser die Lage und/oder Form der IOL im Auge und/oder auch die Dimension und/oder Lage eines bereits vorhandenen Brechungsindex-Musters zu identifizieren und die Brechungsindex-Modifikation der IOL durchzuführen – ein System B aus folgenden Komponenten offenbart – siehe .

• Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle 1, einer Optik 5 die den Laserstrahl in das Auge und die IOL 6 fokussiert und einem Scanner 4, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. In einer Variante ist die Optik selbst ein scannendes Element.
• Konfokales-Detektions-Mess-/Bildgebungs-System mit Lichtquelle/Detektor 3 und lateralem Scanner 4, welcher über die gleiche Optik wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. In einer Variante ist der Lateral-Scanner mit dem Lateral-Scanner zur Ablenkung des Femtosekunden-Lasers identisch.
• Einem Steuergerät 9, welcher Signale des konfokalen-Systems analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen und welcher zur Applikation des Schreib-Musters das Lasersystem steuert. In einer Ausführungsvariante analysiert der Prozessor die Signale des Konfokalen-Systems um die Lage und/oder Ausdehnung eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL in 3 Dimensionen zu erfassen.

In einer Variante B1 wird der konfokale Detektor des Systems A nach dem Prinzip des Differenzinterferenzkontrastes modifiziert. Dazu wird in den Beleuchtungs- und Detektionsstrahlen ein optisches Element – z. B. ein Wollaston-Prisma eingeschoben, das den Beleuchtungsstrahlengang in zwei nahe beieinanderliegende Strahlen aufteilt und den Detektionsstrahlengang wieder vereint, sodass zwischen beiden Strahlengängen im Detektor eine Interferenz gemessen werden kann. Dadurch ist es möglich Phasenobjekte, wie die des Brechungsindex-Musters lateral zu erkennen, wenn das Objekt, hier die IOL, lateral abgescannt wird. Die Fokuslage entlang der optischen Achse wird durch die Konfokalität in der Detektion erreicht.
In einer Variante B2 wird der konfokale Detektor des Systems A nach dem Prinzip des Phasenkontrastes modifiziert. Dazu werden in den Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengang komplementäre Transmissionsfilter und Phasenschieber eingesetzt. Auch dadurch ist es möglich Phasenobjekte, wie die des Brechungsindex-Muster lateral zu erkennen, wenn die IOL lateral abgescannt wird. Die Fokuslage entlang der optischen Achse wird durch die Konfokalität in der Detektion erreicht.
System B hat den Vorteil, dass der Fokus des konfokalen Detektionssystems, weil das Licht des konfokalen Detektionssystems durch die gleiche Optik unter gleichen oder ähnlichen Aperturen wie das Licht des Femtosekunden-Puls-Lasersystems geht, sehr gut mit dem Fokus-Punkt des Femtosekunden-Puls-Lasersystems übereinstimmt. Dies ist insbesondere der Fall wenn als Lichtquelle für das konfokale-Detektionssystem der abgeschwächte und/oder zeitlich gedehnte Femtosekunden-Laserstrahl der Modifikationsstrahlung verwendet wird. Ferner ist die konfokale Detektion aufgrund ihrer großen Detektionsaperturwinkel sehr gut geeignet spekulare Reflexe an gekrümmten, nicht immer senkrecht zur Beleuchtungsachse stehenden Oberflächen, wie die Grenzflächen einer IOL, zu detektieren. Die Varianten System B1 und B2 verbessern das System B dahingehend, dass selbst Phasenobjekte, wie es das Brechungsindex-Muster darstellt gut, detektiert werden können. Allerdings muss zur Lokalisierung des Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL ein größerer Bereich konfokal abgescannt werden, was längere Zeit in Anspruch nimmt als die Erfassung durch einen A-Scan im OCT des Systems A.
Alternativ zum obigen System A oder B wird – um für eine Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch eine Femtosekunden-Laser die Lage und/oder Form der IOL im Auge und/oder auch die Dimension und/oder Lage des bereits vorhandenen Brechungsindex-Muster zu identifizieren und die Brechungsindex-Modifikation der IOL durchzuführen – ein System C aus folgenden Komponenten offenbart:

• Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle 1, einer Optik 5, die den Laserstrahl in das Auge und die IOL 6 fokussiert und einem Scanner 4, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. In einer Variante ist die Optik selbst ein scannendes Element.
• 2D-Mess/Bildgebungs-System bestehend aus einer Kamera 7, die mindestens zwei Aufnahmen unter mindestens zwei unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln des Auges und damit der IOL macht und mindestens zwei Lichtquellen 8 zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungswinkel. Werden die zwei Aufnahmen gemacht, die das vom Objekt reflektierte Licht detektieren, so kann die Lage und/oder Dimension der IOL im Auge ermittelt werden. Werden zwei Aufnahmen unter Phasenkontrastbildgebung gemacht kann die Lage des Brechungsindex-Muster innerhalb der IOL ermittelt werden. Die laterale Lage und die Lage entlang der optischen Achse kann über Triangulation aus den zwei Aufnahmen bei bekanntem Beleuchtungswinkel in Bezug auf die Kamera ermittelt werden. Besonders einfach wird die Berechnung, wenn sich das Muster zwischen den beiden Aufnahmen nicht verschiebt. Dann liegt das Brechungsindex-Muster im Schnittpunkt der beiden Beleuchtungsachsen- und der Beobachtungsachse sowie im Fokus der Kameradetektion.
• Einem Steuergerät 9, welches Signale des konfokalen Systems analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen und welches zur Applikation des Schreib-Musters das Lasersystem steuert. In einer Ausführungsvariante analysiert das Steuergerät die Signale des OCT-Systems um die Lage und/oder Ausdehnung eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL in drei Dimensionen zu erfassen.

System C hat den Vorteil gegenüber dem System B und den scannenden Ausführungen des Systems A, dass zur Lokalisierung kein zeitraubendes Abtasten des Objektes notwendig ist. Allerdings ist die laterale und axiale Zuordnung zwischen Bildkoordinaten des Kamerasystems und den Fokuspositionierungslagen des Femtosekunden-Lasersystems komplizierter und muss durch Kalibration an einem Augenphantom gesichert werden.
Um die Nachteile des jeweiligen Systems auszugleichen sind auch Kombinationssysteme denkbar.
Alternativ zum obigen System A, B oder C wird – um für eine Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch eine Femtosekunden-Laser die Lage und/oder Form der IOL im Auge und/oder auch die Dimension und/oder Lage des bereits vorhandenen Brechungsindex-Muster zu identifizieren und die Brechungsindex-Modifikation der IOL durchzuführen – ein System D aus folgenden Komponenten offenbart:

• Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle 1, einer Optik 5, die den Laserstrahl in das Auge und die IOL 6 fokussiert und einem Scanner 4, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. In einer Variante ist die Optik selbst ein scannendes Element.
• Optisches-Kohärenz-Tomographie(OCT)-Mess-/Bildgebungs-System mit OCT-Lichtquelle/Detektor 2 und lateralem Scanner 4, welcher über die gleiche Optik 5 wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der OCT-Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. In einer Variante ist der Lateral-Scanner mit dem Lateral-Scanner zur Ablenkung des Femtosekunden Lasers identisch. In einer anderen Variante ist das Femtosekunden-Puls-Lasersystem identisch mit der OCT-Lichtquelle.
• Konfokales-Detektions-Mess-/Bildgebungs-System mit Lichtquelle/Detektor 3 und lateralem Scanner 4, welcher über die gleiche Optik 5 wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. In einer Variante ist der Lateral-Scanner mit dem Lateral-Scanner zur Ablenkung des Femtosekunden Lasers identisch.
• Einem Steuergerät 9, welches Signale des konfokalen Systems analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen, welches die Signale des OCT-Systems analysiert um die Lage und/oder Ausdehnung eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL in drei Dimensionen zu erfassen und welcher zur Applikation des Schreib-Musters das Lasersystem steuert.

Durch ein solches System D lässt sich die Schnelligkeit und Robustheit des Auffindens eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL durch OCT mit der Genauigkeit und Robustheit der Lokalisierung der IOL-Oberflächen durch einen konfokalen Detektor sowie der guten Übereinstimmung zwischen Fokuslagen des konfokalen Detektionssystems und des Femtosekunden-Puls-Lasersystems verbinden.
Schreib-Muster des Femtosekunden-Puls-Lasers, Brechungsindex-Muster Nach der Detektion der intraokularen Linse und/oder eines bereits vorhandenen Brechungsindex-Muster muss festgelegt werden, welches Brechungsindex-Muster nach der Behandlung insgesamt vorliegen soll und wo innerhalb der IOL bzw. wo relativ zu den bereits vorhandenen Brechungsindex-Mustern ein einzuschreibendes Brechungsindex-Muster entstehen soll.
Bei diesem Schreiben eines Brechungsindex-Musters durch einen Femtosekunden-Puls-Laser soll zwischen Schreib-Muster des Laser, dem Muster, das das eingeschaltete Laserlicht bzw. der applizierte Laserpuls beim Scannen in der IOL in einer zusammenhängenden Behandlungsfolge abfährt bzw. austastet und dem dabei erzeugten Brechungsindex-Muster unterschieden werden. Es gibt nämlich IOL-Materialien, die zwar durch eine Laserhandlung lokal ihren Brechungsindex ändern können, indem sich durch Wechselwirkung mit den Laserpulsen die molekulare Struktur lokal ändert und sich z. B. dadurch mehr Wasser als vorher einlagert. Aber bei einer weiteren Laserbehandlung am vormals behandelten Ort ändert sich die molekulare Struktur nur wenig. Es lagert sich auch nicht wesentlich mehr neues Wasser ein und damit ändert sich auch der Brechungsindex nicht weiter. Überstreicht nun ein Schreib-Muster einen vormals bereits erzeugtes Brechungsindex-Muster räumlich exakt, so existiert kein neu eingeschriebenes Brechungsindex-Muster. Überlappen Schreib-Muster und vormals bereits erzeugtes, schon existierendes Brechungsindex-Muster so kommt zum bereits erzeugten Brechungsindex-Muster nur der Teil des Schreib-Musters, welches auf einen vormals nicht beschriebenen IOL-Bereich fällt als neues sogenanntes ergänzendes Brechungsindex-Muster hinzu.
Ferner gibt es Laserparameter/IOL-Material-Kombinationen, die ein Löschen eines vormals geschriebenen, schon existierenden Brechungsindex-Musters bewirken. Dazu ist ein anderes Laserparameterset als beim Schreiben des Brechungsindex-Musters notwendig. Auch beim Löschen kann es zu Sättigungs-Effekten, analog zu den oben beim Schreiben erwähnten kommen.
Für viele Laserparameter/IOL-Material-Kombinationen ist das Schreiben eines Brechungsindex-Musters jedoch irreversibel und nicht ausreichend sättigbar.
Im Folgenden sollen nun Methoden und Methoden-Varianten zur Brechungsindex-Modifikation einer intraokularen Linse durch einen Femtosekunden-Laser-Puls vorgestellt werden. Diese können bevorzugt mit den in vorherigen Abschnitten beschriebenen System A, B, C und D ausgeführt werden.
Es wird offenbart eine Methode zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL mittels Femtosekunden-Laser-Pulsen bestehend aus folgenden Schritten – siehe :

1. Aufnehmen eines Mess-/Bildgebungs-Signales des Auges oder von Strukturen im Auge, insbesondere einer IOL; z. B. in Form eines sogenannten A-Scans oder eines B-Scans, oder auch in 3-Dimensionen durch ein OCT-System oder entsprechende konfokale oder 2D-Bildgebungssignale.
2. Auffinden der Position und/oder Lage der IOL im Auge im Mess-/Bildgebungs-Signal; z. B. durch ein Steuergerät.
3. Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL, – z. B. durch das Femtosekunden-Lasersystem – unter Berücksichtigung der in Schritt 2 gewonnen Daten zur Position und/oder Lage der IOL im Auge, sodass das mit dem Schreib-Muster bewirkte, ggf. ergänzende Brechungsindex-Muster an eine beabsichtigte, nominelle Lage innerhalb der IOL eingeschrieben wird.

Durch das Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL kann – für den Fall, dass die axiale Position der IOL im Auge gegenüber der bei der Implantation geplanten Lage der IOL abweicht – die bereits implantierte IOL in eine IOL mit geänderter Brechkraft umgewandelt werden. Z. B. kann der Fokus einer monofokalen Linse oder aber einer oder mehrere der Foki einer multifokalen Linse axial entlang der optischen Achse der Linse geändert werden.
Durch das Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL kann – für den Fall, dass die Lage der IOL im Auge z. B. die Verkippung der IOL gegenüber einer optischen Achse des Auges oder eine Dezentrierung der IOL gegenüber einer optischen Achse des Auges oder einer Rotation der IOL bezüglich ihrer optischen Achse von der bei der Implantation geplanten Lage abweicht – die bereits implantierte IOL in eine IOL mit zusätzlicher optisch prismatischer Wirkung z. B. durch Schreiben ein keilförmigen oder diffraktiven oder entsprechend wrapped Schreib-Musters ggf. ergänzenden Brechungsindex-Musters umgewandelt werden.
Durch das Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL kann – für den Fall, dass eine bereits implantierte multifokale Linse, nicht vom Patienten vertragen wird – diese in eine monofokale IOL umgewandelt werden.
Durch das Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL kann – für den Fall, dass ein Patient mit bereits implantierter monofokaler IOL nun doch in der Ferne und Nähe sehen will – diese monofokale IOL in eine multifokale IOL umgewandelt werden. Durch das Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL kann – für den Fall, dass ein Patient mit bereits implantierter IOL bei Auftreten oder Fortschreiten einer Retinaerkrankung z. B. einer trockenen Makuladegeneration nach der Implantierung – der Fokus der implantierten Linse in seiner Lage geändert werden. Die Lageänderung des Fokus der IOL kann eine laterale – bzgl. der optischen Achse des Auge – Verschiebung durch Schreiben eines keilförmigen oder diffraktiven oder entsprechend wrapped Schreib-Musters ggf. ergänzenden Brechungsindex-Musters in die IOL sein. Durch die Lageänderung des Fokus der IOL kann der Fokus des Gesamtauges weg von dem durch die Retinaerkrankung betroffenen Areal der Netzhaut in ein noch funktionstüchtiges Areal gelegt werden.
In einer Variante zu Schritt 1 kann das Aufnehmen eines konfokalen Signals und eines OCT-Signales des Auges oder von Strukturen im Auge z. B. durch ein konfokales Detektions-System bzw. ein OCT-System erfolgen. In einer Variante kann zu Schritt 2 ergänzend als Schritt 2.1 das Auffinden der Position und/oder Lage und/oder Dimension eines vorhandenen Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL z. B. durch ein Steuergerät hinzukommen. Alternativ oder ergänzend zu Schritt 2.1 kann als Schritt 2.2 das Auffinden von Position und/oder Lage von Markern mit Reflexionskontrast hinzukommen, wobei die Marker in vordefinierter lateraler und axialer Position – z. B. bezogen auf die geometrische Achse der IOL – zu einem vormals eingeschriebenen Brechungsindex-Muster stehen.
In einer Variante können in Schritt 3 folgende Schritte ergänzend hinzukommen:

3.1 Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL, wobei auch die in Schritt 2.1 oder 2.2 gewonnen Daten zur Position und/oder Lage und/oder Dimension eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL berücksichtigt werden. Dadurch ist es möglich das Schreib-Muster an die beabsichtigte, nominelle Lage relativ zum bereits vorhandenen Brechungsindex-Muster zu setzen.
3.2 Alternativ oder ergänzend zu einem der vorherigen Schritte 3 – siehe auch : Schreiben eines ersten Schreib-Musters 10 von Femtosekunden-Laserpulsen in eine noch nicht vormals behandelte IOL axial – bzgl. der optischen Achse der IOL- mindestens 200 μm posterior zur anterioren IOL-Oberfläche, besonders bevorzugt posterior zur Äquatorachse 11 bzw. posterior zur Mitte der IOL. Dadurch wird erreicht, dass für gegebenenfalls notwendige, weitere Brechungsindex-Modifikationen axial – bzgl. der optischen Achse der IOL – anterior zum ersten eingebrachten Brechungsindex-Muster resultierend aus dem ersten Schreib-Muster genügend Platz für weitere Schreib-Muster oder eine anteriore Ergänzung eines existierenden Brechungsindex-Musters bleibt.
3.3 Alternativ oder ergänzend zu einem der vorherigen Schritte 3: Schreiben eines weiteren Schreib-Musters zur Korrektur eines bisher vorhanden Brechungsindexmusters oder Einschreib-Musters. Dadurch werden Mehrfachkorrekturen z. B. wenn selbst die erste Korrektur aus Patientensicht ungenügend ist möglich. Oder nach einem Schreiben eines ergänzenden Brechungsindex-Musters kann ein diffraktives oder wrapped Schreib-Muster geschrieben werden. Dabei ist besonders bevorzugt das weitere Schreib-Muster axial bzgl. der Augenachse anterior zu den bisher vorhandenen Brechungsindex-Mustern einzuschreiben. Dadurch wird sichergestellt, dass die bisher vorhandenen Brechungsindex-Muster nicht bei der lateralen und axialen Fokussteuerung des Behandlungslasers berücksichtigt werden müssen.
3.4 Alternativ oder ergänzend zu einem der vorherigen Schritte 3: Schreiben eines ersten oder weiteren Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL, zur Korrektur einer bisher vorhanden multifokalen Struktur der IOL, höchstens 200 μm posterior oder anterior der bisher vorhandenen multifokalen Struktur. Dadurch wird erreicht, dass die bisher vorhandene multifokale Struktur durch das neu eingeschriebene Brechungsindex-Muster in seiner optischen Wirkung korrigiert wird, bevor es zu einer signifikanten und nur schwer zu korrigierenden Überlagerung der Lichtstrahlen verschiedener Ordnungen aus unterschiedlichen Bereichen der multifokalen Struktur kommt.
3.5 Alternativ oder ergänzend zu einem der vorherigen Schritte 3 – siehe Abbildung 2: Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen – umfasst durch Rand 11 – um schon vorab existierende Brechungsindex-Muster 10 herum oder einbettend. Dadurch entsteht um den vorab existierendes Brechungsindex-Muster ein ergänzendes Brechungsindex-Muster 12. Vorteilhaft ist dabei, wenn durch das ergänzende Brechungsindex-Muster 12 ein vorab vorhandenes diffraktives oder wrapped Brechungsindex-Muster 10 auf ein einfach geometrisches Brechungsindex-Muster – mit Rand 11 –, z. B. Quader oder Linsen ergänzt oder aufgefüllt wird. Solch einfache geometrischen Muster, deren optische Wirkung aus vorhandenem und ergänztem Brechungsindex-Muster nicht diffraktiv und nicht einer „wrapped lens” entspricht, ist einfacher beim Schreiben eines weiteren Schreib-Musters zu berücksichtigen; sowohl bei der Berechnung der Laserfokus-Lagen – welche durch diffraktive oder wrapped Strukturen gestört werden können –, als auch bei der Auswahl eines weiteren Brechungsindex-Musters um die gewünschte Gesamtrefraktion der IOL zu erreichen. Solches Auffüllen auf einfache geometrische Muster ist besonders vorteilhaft für das Schreiben eines weiteren, diffraktiven oder wrapped Brechungsindex-Musters 13, wegen der höheren Toleranz bzgl. axialen und lateralen Lage – bzgl. der optischen Achse des Auges – des diffraktiven oder wrapped Musters zum einfachen geometrischen Muster gegenüber der engeren Toleranz der Lagen zwischen zwei diffraktiven Mustern, wenn kein Auffüllen erfolgt. Für sättigende Laserparameter/Material-Kombinationen ist es besonders vorteilhaft, wenn sich Schreib-Muster und schon vorhandenes Brechungsindex-Muster überlappen. In diesem Fall kann das Schreibmuster, welches durch den Rand 11 gekennzeichnet ist auch den Bereich des schon vorher existierenden Brechungsindex-Musters 10 ganz oder teilweise abdecken. Für diese Kombinationen ändert sich durch die zweite Behandlung im überlappenden Bereich der Brechungsindex nicht weiter. Dies ist vorteilhaft, weil in robuster Art und Weise eine zusammenhängendes und lückenloses Brechungsindex-Muster mit Rand 11 entsteht und weil in diesen Fall auf eine lateral und axial exakte und daher zeitaufwendige Positionierung eines weiteren Schreibmusters 13 in Bezug auf das vor dem weiteren Schreibmuster vorhandene Brechungsindex-Musters 11 verzichtet werden kann. Dabei kann das weitere Schreibmuster 13 mit oder ohne Abstand zum Brechungsindex-Muster 11 geschrieben werden.
3.6 Alternativ oder ergänzend zu einem der vorherigen Schritte 3: Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen auf ein vorab existierende Brechungsindex-Muster, wobei die Laserparameter so gewählt sind, dass der existierende Brechungsindex auf den ursprünglichen Brechungsindex zurückgesetzt wird – sogenanntes löschendes Schreib-Muster. Auch hierdurch wird erreicht, dass schon z. B. vorab vorhandene diffraktive oder wrapped Brechungsindex-Muster zurückgesetzt werden, sodass diese beim Schreiben eines weiteren Brechungsindex-Musters nicht mehr zu berücksichtigen sind. Für sättigende Laserparameter/Material-Kombinationen ist es besonders vorteilhaft, wenn das Schreib-Muster das schon vorhandene Brechungsindex-Muster komplett überdeckt und zusätzlich auch Teile des vormals unbeschriebenen IOL-Bereichs, quasi über den Rand des schon vorhandenen Brechungsindexmusters hinaus, abdeckt. Dies ist vorteilhaft, weil in diesen Fall in robuster Art und Weise eine IOL mit ursprünglichen, homogenen Brechungsindex entsteht und auf eine lateral und axial exakte und daher zeitaufwendige Positionierung eines weiteren Schreibmusters 13 in Bezug auf das vor dem weiteren Schreibmuster vorhandene Brechungsindex-Musters 11 verzichtet werden kann.
3.7 Alternativ oder ergänzend zu einem der vorherigen Schritte 3: Schreiben eines Reflexionsmarkers in die IOL z. B. unter Verwendung von Femtosekunden-Laser-Parameter, die zu irreversiblen Schnitten in der IOL führen und die einen festen lateralen und axialen – bzgl. der geometrischen Achse der IOL – Bezug zu den in Schritt 3 geschriebenen Schreib-Mustern haben.

Mit dem besonders bevorzugten System D lässt sich darüber hinaus folgende besonders bevorzugte Methode zur Brechungsindex-Modifikation einer intraokularen Linse durch einen Femtosekunden-Laser-Puls durchführen.
Es wird offenbart eine Methode B zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL mittels Femtosekunden-Laser-Pulsen bestehend aus folgenden Schritten:

1. Aufnehmen eines konfokalen Signals und eine OCT-Signales des Auges oder von Strukturen im Auge z. B. durch das konfokale Detektions-System bzw. das OCT-System.
2. Auffinden der Position und/oder Lager der IOL im Auge bzgl. des Koordinatensystems des konfokalen Detektions-Systems im konfokalen Signal. Auffinden der Position und/oder Lage der IOL im Auge bzgl. des Koordinatensystems des OCT-Systems im OCT-Signal. Berechnung einer Koordinatentransformation der IOL-Position/Lagedaten gewonnen für das Koordinatensystem des OCT-Systems auf die IOL-Position/Lagedaten gewonnen für das Koordinatensystem des konfokalen Systems. Auffinden der Position und/oder Lage und/oder Dimension eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL bezogen auf das Koordinatensystem des OCT-Systems im OCT-Signal. Umrechnung der Lage des Brechungsindex-Musters im Koordinatensystem des OCT-Systems anhand der Koordinatentransformation auf eine Lage bzgl. des Koordinatensystems des konfokalen Detektionssystems. Diese Berechnungen könne z. B. durch eine Steuergerät erfolgen.
3. Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL, z. B. durch das Femtosekunden-Lasersystem, unter Berücksichtigung der in Schritt 2 gewonnen Daten zur Position und/oder Lager der IOL im Auge aus dem konfokalen Signal und unter Berücksichtigung der in Schritt 3 gewonnenen Daten zur Position/Lage/Dimension des Brechungsindex-Musters bzgl. des Koordinatensystems des konfokalen Detektions-Systems. Durch die Transformation auf Koordinaten bzgl. des konfokalen Detektions-System anhand des konkreten Auges wird besser als bei einer Kalibrierung anhand eines Augenphantoms sichergestellt, dass das Schreib-Muster an die beabsichtigte, nominelle Lage innerhalb der IOL geschrieben wird.

Auch für dieses Methode B sind als Varianten, die Varianten möglich die bereits als Varianten für Methode A aufgeführt sind. Insbesondere sind für Methode B als Variante die Varianten 3.2–3.7 möglich.
Bezugszeichenliste

1: Femtosekunden-Lichtquelle
2: OCT-Lichtquelle und OCT-Detektor
3: Lichtquelle und Detektor für konfokales System
4: Scan-Spiegel
5: Fokussieroptik
6: IOL im Auge
7: 2D-Kamera
8: Spaltprojektor
9: Steuergerät
10: vormals geschriebenes Brechungsindex-Muster
11: äußerer Rand des Schreib-Musters
12: ergänztes Brechungsindex-Muster
13: neues Schreib-Muster
14: Symmetrieachse der IOL entlang der optischen Achse des Auges
15: Äquatorialachse der IOL

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 4026198 [0008]
US 2006195076 [0008]

Claims

System zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch einen Femtosekunden-Laser bestehend aus, • Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle, einer Optik die den Laserstrahl in das Auge und die IOL fokussiert und einem Scanner, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt; • Optischem-Kohärenz-Tomographie(OCT)-Mess-/Bildgebungs-System mit OCT-Lichtquelle/Detektor und lateralem Scanner, welcher über die gleiche Optik wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der OCT-Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. • Einem Steuergerät, welches Signale des OCT-Systems analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen und welches zur Applikation des Schreib-Musters in die IOL das Femtosekunden-Puls-Lasersystem steuert.
System zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch einen Femtosekunden-Laser bestehend aus • Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle, einer Optik, die den Laserstrahl in das Auge und die IOL fokussiert und einem Scanner, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. • Konfokales-Detektions-Mess-/Bildgebungs-System mit Lichtquelle/Detektor und lateralem Scanner, welcher über die gleiche Optik wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. • Einem Steuergerät, welches Signale des konfokalen Systems analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen und welches zur Applikation des Schreib-Musters das Lasersystem steuert.
System nach Anspruch 2, wobei im konfokalen Detektions-System zusätzliche optische Elemente zur Realisierung eines differenziellen Interferenz-Kontrastes oder eines Phasenkontrastes vorhanden sind.
System zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch einen Femtosekunden-Laser bestehend aus • Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle, einer Optik die den Laserstrahl in das Auge und der IOL fokussiert und einem Scanner, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. In einer Variante ist die Optik selbst ein scannendes Element. • 2D-Mess/Bildgebungs-System bestehend aus einer Kamera, die mindestens zwei Aufnahmen unter mindestens zwei unterschiedlichen Beleuchtungswinkel des Auges und damit der IOL macht und 2 Beleuchtungsquellen zur deren Beleuchtung. • Einem Steuergerät, welches Signale der Kamera analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen und welches zur Applikation des Schreib-Musters das Lasersystem steuert.
System nach Anspruch 4 wobei das 2D-Mess/Bildgebungssystem zusätzlich optische Elemente zur Realisierung eines Phasenkontrastbildes enthält.
System zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL durch einen Femtosekunden-Laser bestehend aus • Femtosekunden-Puls-Lasersystem mit Femtosekunden-Laserquelle, einer Optik die den Laserstrahl in das Auge fokussiert und einem Scanner, welcher den Fokuspunkt des Laserstrahls lateral und axial zur optischen Achse der Optik scannt. In einer Variante ist die Optik selbst ein scannendes Element. • Optisches-Kohärenz-Tomographie(OCT)-Mess-/Bildgebungs-System mit OCT-Lichtquelle/Detektor und lateralem Scanner, welcher über die gleiche Optik wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der OCT-Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. In einer Variante ist der Lateral-Scanner mit dem Lateral-Scanner zur Ablenkung des Femtosekunden Lasers identisch. • Konfokales-Detektions-Mess-/Bildgebungs-System mit Lichtquelle/Detektor und lateralem Scanner, welcher über die gleiche Optik wie der Femtosekunden-Puls-Laser-Strahl das Licht der Lichtquelle in das Auge leitet und das vom Auge oder seinen inneren Strukturen reflektierte Licht detektiert. • Einem Steuergerät, welches Signale des konfokalen System analysiert um die Lage und/oder die Form der IOL im Auge zu erfassen, welches die Signale des OCT-Systems analysiert um die Lage, Ausdehnung eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL in 3 Dimensionen zu erfassen und welches zur Applikation des Schreib-Musters das Lasersystem steuert.
Methode zur Brechungsindex-Modifikation einer IOL mittels Femtosekunden-Laser-Pulsen bestehend aus folgenden Schritten • Aufnehmen eines Mess-/Bildgebungs-Signales des Auges oder von Strukturen im Auge. • Auffinden der Position und/oder Lage der IOL im Auge im Mess-/Bildgebungs-Signal • Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL unter Berücksichtigung der im vorherigen Schritt gewonnen Daten zur Position und/oder Lage der IOL im Auge.
Methode nach Anspruch 7, mit folgenden zusätzlichen Schritten • Auffinden der Position und/oder Lage und/oder Dimension eines vorhandenen Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL. • Schreiben eines Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL, wobei zusätzlich zu den Positions- und/oder Lage-Daten der IOL im Auge, die Daten zur Position und/oder Lage und/oder Dimension eines Brechungsindex-Musters innerhalb der IOL berücksichtigt werden.
Methode nach Anspruch 7, mit folgendem zusätzlichen Schritt: Schreiben eines ersten Schreib-Musters in eine noch nicht vormals behandelte IOL axial – bzgl. der optischen Achse der IOL – posterior zur Mitte der IOL.
Methode nach Anspruch 7 oder 8, mit folgendem zusätzlichen Schritt: Schreiben eines ersten oder weiteren Schreib-Musters von Femtosekunden-Laserpulsen in die IOL, zur Korrektur einer bisher vorhanden multifokalen Struktur der IOL, höchstens 200 μm posterior oder anterior der bisher vorhandenen multifokalen Struktur.
Methode nach Anspruch 8, mit folgendem zusätzlichen Schritt: Schreiben eines weiteren Schreib-Musters zur Korrektur eines bisher vorhanden Brechungsindex-Musters oder Schreib-Musters.
Methode nach Anspruch 11, wobei das weitere Schreib-Muster axial bzgl. der Augenachse anterior zu den bisher vorhandenen Brechungsindex-Mustern geschrieben wird.
Methode nach Anspruch 11, wobei das Schreiben eines Schreib-Musters um schon vorab existierende Brechungsindex-Muster herum oder einbettend erfolgt.
Methode nach Anspruch 13 , wobei das schon vorab existierende Brechungsindex-Muster und das ergänzte Brechungsindex-Muster zusammen ein geometrisch einfaches, zusammenhängendes Brechungsindex-Muster mit nicht diffraktive und nicht einer wrapped lens entsprechender optischer Wirkung zeigen.
Methode nach Anspruch 13, wobei das Schreib-Muster und das vorab existierende Brechungsindex-Muster sich überlappen.
Methode nach Anspruch 11, wobei das vorab existierende Brechungsindex-Muster durch das Schreib-Muster gelöscht wird.
Methode nach Anspruch 11, wobei das Schreib-Muster das vorab existierende Brechungsindex-Muster komplett überdeckt und zusätzlich auch Teile des vormals unbeschriebenen IOL-Bereichs, abdeckt.
Methode nach Anspruch 8 • wobei OCT-Signale zur Berechnung der Lage des Brechungsindex-Musters und der Lage der IOL bzgl. des Koordinatensystem eines OCT-Systems verwendet werden, • wobei konfokale Detektions-Signale zur Berechnung der Lage der IOL bzgl. des Koordinatensystems eines konfokalen Detektions-System verwendet werden, • wobei eine Koordinatentransformation aus den IOL-Lage bzgl. des Koordinatensystems des OCT-System und der IOL-Lage bzgl. des Koordinatensystem des konfokalen Detektions-System berechnet wird, • wobei die Lage des Brechungsindex-Musters bzgl. des Koordinatensystems des OCT-Systems anhand der Koordinatentransformation in eine Lage des Brechungsindex-Musters bzgl. Koordinatensystems des konfokalen Detektions-System umgerechnet wird, und • wobei zur Berechnung des Schreib-Musters Lagedaten der IOL und des Brechungsindex-Musters bzgl. Koordinatensystems des konfokalen Detektionssystems eingehen.
Methode nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7–18, wobei das Schreiben des Schreib-Musters in die IOL • eine monofokale IOL in eine multifokale IOL oder • eine multifokale IOL in eine monofokale IOL oder • eine nicht-prismatische IOL in eine IOL mit zusätzlichem prismatischem Effekt umwandelt.