DE102016206581A1

DE102016206581A1 - Planungseinrichtung für eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung

Info

Publication number: DE102016206581A1
Application number: DE102016206581.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Ringling; Peter Andrews Delbert; Alexander NIKOLAEV; Michael Bergt
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-19
Also published as: US20170296386A1; US10729586B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planungseinrichtung (700) für ein Scanmuster (140) einer geschlossenen Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges, eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung sowie entsprechende Verfahren. Ihre Aufgabe ist es, Vorrichtungen und entsprechende Verfahren zur Planung und zur Ausführung eines Scanmusters (140) einer geschlossenen Struktur (1) zu beschreiben, die es erlauben, kleinere Bewegungen des Patientenauges (310) relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während der ophthalmologischen Lasertherapie zwischen den Startpunkt (2) und dem Endpunkt (3) der Erzeugung der geschlossenen Struktur (1) tolerieren zu können. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Scanmuster (140) einer geschlossenen Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges (310) in einem Single-Path-Verfahren für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung, bei dem ein Startpunkt (2) des im Scanmuster (140) enthaltenem makroskopischen Scanmusters (145) in einer Region angeordnet ist, in der der Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters (145) und einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges (310) relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung minimal ist, und/oder das makroskopische Scanmuster (140) eine Überlappungsstruktur (5, 6, 8, 9) in einem Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder an einem Endpunkt (3) der geschlossenen Struktur (1) enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planungseinrichtung für ein Scanmuster einer geschlossenen Struktur durch die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung der geschlossenen Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges sowie eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Laserstrahlung, eine Optik zur Fokussierung der Laserstrahlung, einer Einrichtung zur Veränderung der Lage des Fokus und einer Steuereinrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung einer geschlossenen Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges.
Ophthalmologische Lasertherapievorrichtungen werden heute an vielen Stellen zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten aber auch anderen Augenerkrankungen eingesetzt. Dabei werden Strukturen in einem Augengewebe erzeugt, die anschließend extrahiert werden können oder aber Schnitte die eine Fehlsichtigkeit durch eine Entspannungswirkung der Cornea korrigieren. Ablösungserscheinungen können korrigiert werden. Sehr häufig werden ophthalmologische Lasertherapievorrichtungen für Katarakt-Operationen eingesetzt, bei denen die getrübte Linse eines Patientenauges entfernt und eine Intra-Okular-Linse (IOL) an deren Stelle eingesetzt wird.
Durch eine Therapielaserstrahlung mittels Photodisruption erzeugte Schnittfiguren sind dabei die häufigsten Anwendungen einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung. Durch eine Therapielaserstrahlung können jedoch auch Strukturen mittels einer Ablationswirkung oder aber strukturierte Gewebeveränderungen bzw. Gewebeverklebungen durch eine Koagulationswirkung erzeugt werden.
Während des Fortschritts des Einbringens einer Struktur mit einer Therapielaserstrahlung in ein Augengewebe, beispielsweise einer Schnittfigur in die Cornea, die Sklera oder in die Linse und ihre Linsenkapsel, kann sich das Ziel aufgrund von Augenbewegungen von der initialen Position fortbewegen. Die resultierende Struktur weicht dann von der geplanten Struktur ab und ist eine Überlagerung der Bewegung des Fokus der Therapielaserstrahlung entlang eines für diese Struktur kodierten Scanmusters und der unbeabsichtigten Bewegung des zu therapierenden Patientenauges.
Wenn nun die Erzeugung dieser Struktur, insbesondere einer Schnittfigur bzw. einer Schnittlinie, an einem Startpunkt beginnt, und der Endpunkt der Erzeugung der Struktur mit der fokussierten Therapielaserstrahlung mit diesem Startpunkt zusammenfallen soll, so dass eine geschlossenen Struktur ein eingeschlossenes Volumen oder eine eingeschlossene Fläche separiert, führt eine Bewegung des zu therapierenden Patientenauges dazu, dass sich der Startpunkt und der Endpunkt der Struktur nicht mehr treffen. Treffen sich Anfang und Ende einer ursprünglich Schnittfigur in einem Gewebe eines Patientenauges nicht mehr, so wird das Volumen innerhalb dieser Schnittfigur nicht mehr vollständig getrennt vom außerhalb der Schnittfigur befindlichen Gewebe. Dies kann ein Problem bei keratoplastischen Operationen in der Cornea sein, aber insbesondere bei der Ausführung eines Capsulotomieschnittes bei Katarakt-Operationen.
Bei Multi-Path-Schnitten wird beispielsweise die beabsichtigte laterale Schnittfigur, also die Schnittfigur wie sie in der Aufsicht erkennbar ist, mehrmals hintereinander in leicht variierenden Tiefen im Zielobjekt wiederholt. Damit wird zum einen die Tiefenausdehnung des Zielobjekts überspannt und damit ein durchgehender Schnitt ermöglicht und toleranzbedingte Abweichungen der Zielobjekttiefe und der Schnitttiefe überbrückt. Da unterschiedliche Tiefen des Zielobjekts mit unterschiedlichen Teilen der hintereinander wiederholten Schnittfigur erzeugt werden können, kommt es bei einer Bewegung des Zielobjekts zu unverbundenen Stücken der Schnittfläche bzw. zu Mehrfachausführungen des Schnittes, da dann die Schnittfigur nicht mehr exakt wiederholt sondern leicht lateral versetzt entsteht.
Die 1a stellt eine solche Situation bei Multipath-Schnitten nach dem Stand der Technik dar. Die Schnittfläche der Schnittfigur 1 durchdringt die zu schneidende Fläche 20 entlang einer räumlichen Bahn. Wird die Schnittfläche aus mehrmals wiederholten Schnittlinien 11 mit leichtem vertikalen Versatz bzw. helixartig aufgebaut, durchdringt jede Schnittlinie in einer vertikalen Höhe nur auf einem Teilsektor 12 nahe der räumlichen Durchdringungsbahn die zu schneidende Fläche 20 und bewirkt somit dort eine Schnittwirkung. Kommt es während des Schnittes zum Versatz der Schnittfläche, weisen die Teilsektoren 12 einen Versatz zueinander auf.
Die 1b zeigt verschieden Möglichkeiten des Versatzes der Schnittlinien in einer Aufsicht AO auf die Schnittfläche der Schnittfigur 1 und der resultierenden Schnittlinien der zu schneidenden Fläche 20 während der Ausführung des Schnitts bei lateralem Versatz um den Vektor u wie in den jeweiligen Figuren (i), (ii), (iii) aufgezeigt. Zwischen den einzelnen Teilsektoren 12 kommt es sowohl zu Lücken als auch zum Überlapp je nach Richtung des Versatzes u. Die Versatz-Positionen bei der Erzeugung einer Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges sind apriori nicht bekannt.
Bei Single-Path-Schnitten nach dem Stand der Technik wird die beabsichtigte Schnittfigur 1 durch einmaliges langsames Überstreichen bzw. „Abfahren“ einer in einer Aufsicht auf die Schnittfigur 1 sichtbaren Linie bei schnellem Überstreichen einer zur Projektionsfläche der Aufsicht geneigten Fläche, zumeist einer zur Projektionsfläche senkrechten Fläche, entlang dieser Linie, ausgeführt. Im Stand der Technik entspricht die Projektionsfläche dabei der lateralen Ebene, d.h. einer zur optischen Achse senkrechten Ebene, und die Schnittfigur wird durch schnelles Überstreichen eines Tiefenbereiches während eines langsamen Überstreichens der in der Aufsicht sichtbaren Linie ausgeführt. Wie in der 2a dargestellt, wird die Schnittfläche der Schnittfigur 1 aus benachbarten vertikalen Geraden 13 entlang einer (Schnitt)-Linie aufgebaut. Die geschlossene Schnittfigur soll in diesem Fall in der Aufsicht kreisförmig sein. Die Geraden 13 durchdringen die zu schneidende Fläche 20 nur in Teil-Höhenabschnitten 14 und bewirken dort eine Schnittwirkung.
Benachbarte Geraden 13 werden dabei auch in zeitlich kurzem Abstand ausgeführt und weisen daher auch bei einem zeitlich veränderlichen Versatz der Schnittfläche 20 während des Schneidens relativ zur vorhergehenden Geraden 13 nur einen geringen Versatz auf. Erst wenn das Ende der Schnittlinie wieder den Anfang treffen muss, macht sich ein Gesamtversatz, also der Versatz der zwischen dem Beginn und dem Abschluss der Erzeugung der Schnittfigur 1 entstanden ist, bemerkbar. Ohne weitere Maßnahmen würden sich daher Anfang und Ende der Schnittfigur bei einer Bewegung des Patientenauges, aber auch bei Bewegungen durch andere Einflüsse während des Einsatzes der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung nicht treffen. Der Schnitt wäre unvollständig.
Die 2b zeigt eine Aufsicht AO auf eine solche ursprünglich kreisförmige Schnittfigur 1, wie sie z.B. für die Capsulotomie der Augenlinse eingesetzt wird. Sie beginnt an einem Startpunkt 2 und endet am Endpunkt 3. Bewegt sich das geschnittene Objekt während der Schnittdauer nicht, ergibt sich eine geschlossene Schnittfigur 1. Bewegt sich das Objekt jedoch während der Schnittdauer um den Vektor u, können sich je nach Bewegungsrichtung auch ungeschlossenen Schnittfiguren ergeben, bei denen dann der innere kreisförmige Teil nicht wie beabsichtig entnommen werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, Vorrichtungen und entsprechende Verfahren zur Planung und zur Ausführung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur in einer ophthalmologischen Lasertherapie zu beschreiben, die es erlauben, auch bei kleineren Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während der ophthalmologischen Lasertherapie zwischen den Startpunkt und dem Endpunkt der Erzeugung der geschlossenen Struktur deren Geschlossenheit zu erhalten und damit kleinere Bewegungen tolerieren zu können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Planungseinrichtung für ein Scanmuster einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges nach Anspruch 1, eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung nach Anspruch 9, ein Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur nach Anspruch 13 und ein Verfahren zur Erzeugung einer geschlossenen Struktur mit einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung nach Anspruch 17.
In eine Planungseinrichtung für ein Scanmuster einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges in einem Single Path Verfahren, ist eine Auswahltabelle von Scanmustern und/oder ein Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters der geschlossenen Struktur kodiert. Die Auswahltabelle bietet eine Vielzahl von Scanmustern zur Erzeugung einer geschlossenen Struktur, aus denen ein Scanmuster anhand der beabsichtigten Struktur im Gewebe des Patientenauges und anhand von Charakterisierungsdaten des zu therapierenden Patientenauges ausgewählt wird. Der Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters der geschlossenen Struktur erzeugt hingegen ein individuelles Scanmuster aufgrund von Charakterisierungsdaten des zu therapierenden Patientenauges und der beabsichtigten Struktur im Gewebe des Patientenauges.
Eine geschlossene Struktur ist dabei eine Struktur, bei der in idealer Ausbildung der Endpunkt zum Startpunkt der Erzeugung der Struktur zurückkehrt, so dass die Struktur eine Fläche oder ein Volumen vollständig umschließt. Bei der geschlossenen Struktur wird es sich also zumeist um eine Umfangsfläche handeln, die ein Volumen des Gewebes des Patientenauges umschließt, dass dadurch vom restlichen Gewebe des Patientenauges separiert ist. Da es zumeist das Ziel ist, das Gewebe innerhalb dieser geschlossenen Struktur vom außerhalb befindlichen Gewebe zu entfernen, wird für eine Umfangsfläche häufig eine Tiefe gewählt, die größer ist als die Gesamthöhe des betroffenen Gewebes: die geschlossene Struktur ist dann eine gewebedurchdringende Schnittfläche. Hat diese Struktur eine sehr geringe Tiefe, kann sie als eine Linie angenommen werden, die eine Fläche umschließt.
Die Steuerung der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung erfolgt durch die Steuerung ihrer einzelnen Komponenten, wie einer Einrichtung zur Erzeugung einer Laserstrahlung, einer Optik zur Fokussierung der Laserstrahlung und/oder einer Einrichtung zur Lageveränderung des Fokus der Laserstrahlung. Für eine solche Steuerung plant die Planungseinrichtung Scanmuster entsprechender geschlossener Strukturen in Geweben von Patientenaugen.
Die Kodierung des Scanmusters erfolgt dabei in Abhängigkeit der Koordinaten des Fokus der Lasterstrahlung im Gewebe des Patientenauges und ggf. weiterer Steuerkoordinaten sowie in Abhängigkeit von der Zeit, d.h. als zeitliche Abfolge von Fokuspositionen. Dabei werden beispielsweise die entsprechenden Einstellungen von Scannern bzw. die Abfolge der Einstellungen der Scanner zur Veränderung der Lage des Fokus während der Erzeugung der geschlossenen Struktur durch den Fokus der Laserstrahlung der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung erzeugt.
Das Scanmuster beschreibt dabei die zeitliche Änderung der Lage eines Fokus einer Laserstrahlung der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung im Gewebe des Patientenauges, bezugnehmend auf die drei – zueinander senkrechten – Raumrichtungen x, y und z, wobei die z-Richtung bevorzugt parallel zu einer optischen Achse am Austrittsort der Laserstrahlung aus der Lasertherapievorrichtung verläuft. Dabei können die kartesischen Koordinaten natürlich auch durch Polarkoordinaten ersetzt werden. Das Scanmuster, das ohne Zusatz eines Adjektivs im Sinne eines mikroskopischen Scanmusters verstanden werden soll, umfasst ein makroskopisches Scanmuster.
Dieses makroskopische Scanmuster entsteht aus der in der Aufsicht auf eine Projektionsfläche der beabsichtigten geschlossene Struktur, die durch die geschlossene Struktur hindurchverläuft. Es ist die in der Projektionsfläche sichtbare Linie, die beim Scannen langsam überstrichen werden soll, und fügt den geometrischen Informationen über diese räumliche Position dieser Linie die Information des Startpunktes bzw. des Endpunktes des langsamen Überstreichens dieser Linie hinzu. Das makroskopische Scanmuster ist also die Spur des Scanmusters in der Projektionsfläche.
Die Projektionsfläche ist dabei nur im Spezialfall, der allerdings viele einfache zu erzeugende geschlossene Strukturen abdeckt und eine bevorzugte Ausgestaltung ist, eine zur optischen Achse senkrechte Ebene: Liegt die geschlossene Struktur sehr schräg im Raum, dann ist es durchaus sinnvoll, als Projektionsfläche eine zur optischen Achse nicht senkrecht stehende Ebene, oder bei komplizierten geschlossenen Strukturen eine gekrümmte Projektionsfläche zu wählen, und das makroskopische Scanmuster für diese Fläche zu beschreiben.
Bei nur leichter Schräglage der geschlossenen Struktur von < 20°, bevorzugt < 10° und besonders bevorzugt < 5° wird jedoch als Projektionsfläche eine senkrecht zur optischen Achse stehende Projektionsfläche gewählt, in der das makroskopische Scanmuster beschrieben wird.
Das Scanmuster bei einem Single Path Verfahren entsteht dann durch schnelles Überstreichen einer zur Projektionsfläche geneigten Fläche, zumeist einer zur Projektionsfläche senkrechten Fläche, durch den Fokus der Laserstrahlung während des gleichzeitigen, einmaligen langsamen Überstreichens bzw. „Abfahrens“ des makroskopischen Scanmusters. Das schnelle Überstreichen der zur Projektionsfläche geneigten Fläche erfolgt dabei beispielsweise durch eine oszillatorische Bewegung oder durch zusammengesetzte oszillatorische Bewegungen. Bei diesem schnellen Überstreichen entstehen in der zur Projektionsfläche geneigten Fläche (mikroskopische Einzelbahnen, sogenannte Tracks, auch Strokes oder Slashes genannt.
Wird beispielsweise eine Projektionsfläche gewählt, die senkrecht zur optischen Achse steht, obwohl die geschlossene Struktur eine leichte Schräglage innehat, dann kann dies vorteilhaft ausgeglichen werden durch ein schnelles Überstreichen einer zur Projektionsfläche nicht senkrechten Fläche, durch deren Abweichung zu einer senkrechten Stellung die leichte Schräglage kompensiert wird.
Ein Single Path Verfahren ist dabei ein Verfahren zur Erzeugung einer Struktur, insbesondere einer geschlossenen Struktur, in einem Gewebe des Patientenauges, bei dem die Struktur durch eine einmaliges „Abfahren“ des makroskopischen Scanmusters in Verbindung mit schnellem Wobbeln, also einem schnellem Hin- und Her-Bewegen des Fokus der Laserstrahlung, um dieses makroskopische Scanmuster herum erzeugt wird.
Für den Spezialfall einer Struktur, deren makroskopisches Scanmuster in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene verläuft, wird ein für die geschlossene Struktur notwendiger Tiefenbereich durch einen schnellen Scananteil vorzugsweise parallel der optischen Achse und vorzugsweise in oszillatorischer Bewegung während des Abfahrens des makroskopischen Scanmusters abgedeckt. Im Gegensatz zu einem Multi Path Verfahren besteht hier keine Gefahr eines Versatzes von in der Tiefe – also entlang der optischen Achse – übereinanderliegenden Bereichen der geschlossenen Struktur, da diese unmittelbar aufeinanderfolgend erzeugt werden, während im Multi Path Verfahren bei jedem Durchlauf in einer lateralen Ebene jeweils ein Stück davon erzeugt wird (siehe oben, Erläuterungen der 1a und 1b).
Während der Versatz über verschiedene Tiefen bei Nutzung eines Multi path Verfahrens nicht systematisch korrigierbar ist, ist in einem Single Path Verfahren eine geschlossene Struktur zuverlässig erzeugbar, wenn das Problem des Versatzes von einem Startpunkt des Scanmusters der geschlossenen Struktur zu einem Endpunkt des Scanmusters gelöst ist.
Erfindungsgemäß wird nun die Planungseinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das in sie kodierte Scanmuster so angeordnet ist bzw. der Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters ein Scanmuster derart erstellt, dass ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur im Gewebe des Patientenauges in einer Region angeordnet ist, in der ein Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters und einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie minimal ist.
Mit dem Begriff Startpunkt ist hier der Beginn des makroskopischen Scanmusters zur Erzeugung der geschlossenen Struktur gemeint, der Endpunkt kennzeichnet das Ende des makroskopischen Scanmusters. Die Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters kennzeichnet die jeweilige Richtung des Verlaufs eines gedachten Scans des Fokus auf dem makroskopischen Scanmuster.
Vorzugsweise ist der Startpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer Region angeordnet, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters entlang einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie verläuft. Der Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters und einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie ist also null, sofern für das makroskopische Scanmuster einer konkreten geschlossenen Struktur und ein konkretes Versatzproblem diese Bedingung erfüllbar ist.
Eine relative Bewegung des Patientenauges zur Lasertherapievorrichtung erfolgt durch bekannte bzw. vorher bestimmte Einflüsse, oder auch durch unbekannte und nur größenordnungsmäßig oder aufgrund von Erfahrungen abgeschätzte Einflüsse, wie beispielsweise Spontanbewegungen, auf die Lasertherapievorrichtung oder auf das Patientenauge, die das Patientenauge und/oder die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung driften lassen. Wichtigster Einfluss dabei ist die Bewegung des Patientenauges – trotz ggf. genutzter Fixierung des Patientenauges an die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung mittels eines Patienteninterfaces. Hier ist beispielsweise bekannt, dass das Patientenauge auch im fixierten Zustand einer „Atmungsbewegung“ unterliegt, die zu einem wesentlich größeren Versatz in x-y-Ebene entlang einer superior zu inferior verlaufenden Achse führt, also einer Achse, die senkrecht zu einer nasal zu temporal verlaufenden Achse ist, da sich das Auge beim Atmen nach „oben und unten“ bewegt (Eur J Ophthalmol 2015; 25 (2): 112–118; T. Schultz, S. C. Joachim, I.Tischoff, H. B. Dick: "Histologic evaluation of in vivo femtosecond laser-generated capsulotomies reveals a potential cause for radial capsular tears").
Alternativ oder gleichzeitig enthält das erfindungsgemäße in die Planungseinrichtung kodierte oder mittels Algorithmus in der Planungseinrichtung erstellbare Scanmuster eine Überlappungsstruktur in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder an einem Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur.
Eine Überlappungsstruktur ist dabei ein Teilbereich der geschlossenen Struktur, der die Überlappungswahrscheinlichkeit von einem Startpunkt mit einem Endpunkt des makroskopischen Scanmusters erhöht.
Einem trotz Fixierung des Patientenauges an der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung auftretenden Versatz durch eine Relativbewegung des Patientenauges wird hier also entgegengetreten, indem ein Startpunkt und ein Endpunkt eines makroskopischen Scanmusters einer geschlossenen Struktur, beispielsweise einer Schnittfigur, so modifiziert wird, dass ein Überlappungsbereich entsteht und der Startpunkt so gelegt wird, dass der Versatz durch die Relativbewegung des Patientenauges den geringstmöglichen Einfluss hat.
Erfindungsgemäß wird die Planungseinrichtung – insbesondere, wenn man einen Versatz nur in einer x-y-Ebene betrachten und einen in z-Richtung, also entlang der optischen Achse verlaufenden Anteil des Versatzes vernachlässigen möchte – dadurch gekennzeichnet, dass das in sie kodierte Scanmuster so angeordnet ist bzw. der Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters ein Scanmuster derart erstellt, dass ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur im Gewebe des Patientenauges in einer Region einer minimalen Änderung des makroskopischen Scanmusters in z-Richtung pro Zeiteinheit angeordnet ist.
Der vernachlässigte Versatz in z-Richtung wird dann durch die Ausdehnung des Scanmusters in z-Richtung überbrückt. Entsprechende Wobbel- bzw. Oszillationsbewegungen in einer Fläche, die senkrecht der Fläche des makroskopischen Scanmusters verläuft, werden dann in Ihrer Amplitude vergrößert.
Alternativ ist der Startpunkt in einer Region angeordnet, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters parallel einer Richtung eines maximalen Versatzes in einer x-y-Ebene durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie verläuft.
Ein Startpunkt in einer Region, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters entlang einer Richtung des maximalen Versatzes verläuft, kann durchaus zusammenfallen mit einem Startpunkt in einer Region einer minimalen Änderung in z-Richtung. Tun sie das aber nicht, muss eine Entscheidung zwischen den beiden Startpunktmöglichkeiten getroffen werden.
Gleichzeitig kann auch hier das erfindungsgemäße in die Planungseinrichtung kodierte oder mittels Algorithmus in der Planungseinrichtung erstellbare Scanmuster eine Überlappungsstruktur in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder an einem Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur enthalten.
Weiterhin ist in einer speziellen Ausführungsform der Planungseinrichtung ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur in einer Region angeordnet, in der die Fortschrittsrichtung parallel einer superior zu inferior verlaufenden Achse verläuft, d.h. senkrecht einer nasal zu temporal verlaufenden Achse des Patientenauges. Damit wird beispielsweise insbesondere beim Erzeugen der kreisförmigen Schnittfigur einer Capsulotomie, also der Öffnung des Kapselsacks der Linse des Patientenauges einem Versatz durch eine Atembewegung des Auges senkrecht zur nasal zu temporal verlaufenden Achse entgegengewirkt.
Hierzu wird vorher die Lage der nasal zu temporal verlaufenden Achse des Patientenauges oder der superior zu inferior verlaufenden Achse bestimmt.
In einer alternativen speziellen Ausführungsform ist der Startpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer Region einer minimalen oder maximalen z-Koordinate des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur angeordnet. Dies ist insbesondere bei geschlossenen Strukturen, die in einer bzw. entlang einer Fläche verlaufen, die zu einer x-y-Ebene stark verkippt ist, von Vorteil.
In einer Ausführungsform der Planungseinrichtung sind dem Scanmuster zusätzlich Parameter der Laserstrahlung zugeordnet, so dass beispielsweise eine Leistung der Laserstrahlung zur Erzeugung der geschlossenen Struktur abhängig sein kann von der jeweiligen Position des Fokus der Laserstrahlung im Gewebe des Patientenauges.
Weitere spezielle Ausführungsformen der Planungseinrichtung, die sowohl allein einsetzbar sind als auch in Kombination mit den oben beschriebenen speziellen Ausführungsformen genutzt werden können, sind durch spezielle Ausgestaltungen der Überlappungsstruktur gekennzeichnet.
So kann die Überlappungsstruktur durch eine Vorversetzung des Startpunktes und/oder durch eine Verlängerung des Endpunktes des makroskopischen Scanmusters über den eigentlichen Ort des Endpunktes hinaus erzeugt werden. Dies ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei der Erzeugung einer geschlossenen Struktur, für die der Startpunkt ihres makroskopischen Scanmusters in einer Region angeordnet wird, in der die Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters parallel der Richtung des maximalen Versatzes in einer x-y-Ebene verläuft.
Für die Erzeugung eines kreisförmigen Capsulotomie-Schnittes kann beispielsweise das makroskopische Scanmuster einer lateralen Schnittfigur über die 360°, die ohne einen Versatz durch eine Relativbewegung des Patientenauges für die Erzeugung einer vollständigen und geschlossenen Kreisfigur ausreichend wären, hinausgehen, und das erste Stück ab dem Startpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer Region, in der die Fortschrittsrichtung parallel einer superior zu inferior verlaufenden Achse verläuft noch einmal wiederholt werden. Durch eine Versatz, der sein Maximum senkrecht zur nasal zu temporal verlaufenden Achse aufweist, parallel jedoch extrem klein ist, kann allein schon durch diese Maßnahme der Startpunkt des makroskopischen Scanmusters vom Endpunkt auch mit einem Versatz ohne weitere Maßnahmen getroffen werden. Die Winkelvergrößerung bei einer kreisförmigen geschlossenen Struktur über 360° hinaus muss dabei 180° u/π/r betragen, wobei r der Radius der Kreisbahn und u der maximale Versatz aufgrund der Bewegung ist.
Die Überlappungsstruktur kann bevorzugt alternativ oder ggf. auch gleichzeitig durch eine Verbreiterung der geschlossenen Struktur im Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder am Endpunkt des makroskopischen Scanmusters erzeugt werden. Insbesondere ist dies möglich durch eine Änderung einer Leistung der Laserstrahlung oder durch eine Verringerung einer Geschwindigkeit der Änderung der Lage des Fokus der Laserstrahlung. Eine solche Änderung kann dabei bevorzugt graduell erfolgen.
Weitere mögliche Parameter der Laserstrahlung wie auch des Scanmusters selbst, mit denen die Struktur in einem Überlappungsbereich verbreitert werden kann, sind beispielsweise die Laserenergie, Pulsabstände einer gepulsten Laserstrahlung bzw. Bahnabstände bei einer Oszillation des Scanmusters in z-Richtung.
In einer weiteren Alternative kann die Überlappungsstruktur durch eine Mäanderbildung in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder am Endpunkt des makroskopischen Scanmusters erzeugt werden.
Umfangreiche Möglichkeiten der Erzeugung einer Überlappungsstruktur ergeben sich durch die Bildung von in die geschlossene Struktur hineinweisende oder aus der geschlossenen Struktur herausweisende, insbesondere bogenförmige, hakenartige Bereiche in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und am Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur.
In einer besonderen Ausgestaltung der Planungseinrichtung, die sich mit der weiteren Ausgestaltung der Überlappungsstruktur, die durch eine hakenartigen Bereich gebildet wird, beschäftigt, wird der hakenartige Bereich in Abhängigkeit des maximal zu erwartenden Versatzes, insbesondere eines maximal zu erwartenden Versatzes in der x-y-Ebene, gebildet, insbesondere dadurch, dass die hakenartigen Bereiche durch Kreisbögen, vorzugsweise von Viertelkreisen, mit einem Radius u, der dem Betrag des maximal zu erwartenden Versatzes im Überlappungsbereich entspricht, erzeugt wird.
Für eine kreisförmige geschlossene Struktur, wie beispielsweise die (makroskopisch) kreisförmige Schnittfigur eines Capsulotomie-Schnittes ist eine ideale bogenförmige, hakenartige Überlappungstruktur folgendermaßen bestimmbar:
In einem Sektor mit dem Winkel ε wird um den einen Anfangs- und oder Abschlusspunkt des Schnittkreises die beabsichtigte Kreisbahn durch kleinere Kreissektoren, also die bogenförmigen Haken mit dem Radius u, wobei u der zu überbrückender Versatz während des Schneidens ist, ersetzt. Der Winkelbereich des Kreissektors ε, in dem solche bogenförmigen Haken, die entweder als innere Haken in den Kreis hineinweisen oder als äußere Haken aus dem Kreis herausweisen, erzeugt werden, beträgt ε = arcsin(u/r – u) bzw. ε = arcsin(u/r + u).
Die bogenförmigen Haken erstrecken sich dann über einen Winkelbereich von 90°+ ε um einen Mittelpunkt, der r – u bzw. r + u vom Zentrum des Schnittkreises entfernt auf den Schenkeln des Sektors ε liegt. Die Haken münden mit gleicher Tangente in den Schnittkreis und schmiegen sich an die Schenkel des Sektors ε.
Nicht immer ist es vorteilhaft, eine geschlossenen Struktur in einem Stück „durchzuziehen“. In einer besonderen Ausführungsform der Planungseinrichtung ist die geschlossene Struktur aus mindestens zwei nicht geschlossenen Teilstrukturen zusammengesetzt und weist damit mindestens zwei Überlappungsbereiche auf.
Anstelle von zwei solchen nicht geschlossenen Teilstrukturen mit Überlappungsbereichen an deren Start- und Endpunkten ist die Ausbildung einer geschlossenen Struktur durch eine Vielzahl solcher nicht geschlossenen Teilstrukturen möglich. Benachbarte nicht geschlossene Teilstrukturen überlappen sich dabei in ihren Überlappungsbereichen, die wie oben erläutert ausgestaltet werden können. Dabei ist eine sinnvolle Anzahl der nicht geschlossenen Teilstrukturen von der Ausgestaltung der zu erzeugenden geschlossenen Struktur abhängig.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Planungseinrichtung ist die geschlossenen Struktur durch Charakterisierungsdaten des Patientenauges, insbesondere Strukturdaten des Patientenauges, die durch eine Charakterisierungseinrichtung ermittelt sind, bestimmt. Eine solche Charakterisierungseinrichtung ist mit der Planungseinrichtung über Kommunikationswege verbunden, wobei diese Verbindung mittels eines Kabels oder aber kabellos erfolgen kann.
Bevorzugt werden Strukturdaten des Patientenauges wie beispielsweise die Lage von Grenzflächen mittels optischer Kohärenztomographie (OCT), mittels Scheimpflugkamera, mittels konfokaler Detektion oder mittels Ultraschall bestimmt.
Eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung umfasst eine Einrichtung zur Erzeugung einer Laserstrahlung, eine Optik zur Fokussierung der Laserstrahlung in einem Fokus in einem Bearbeitungsvolumen und eine Einrichtung zur Veränderung der Lage des Fokus im Bearbeitungsvolumen, das mit drei i.d.R. zueinander senkrechten Raumrichtungen x, y und z beschreibbar ist, wobei die z-Richtung bevorzugt parallel zu einer optischen Achse verläuft. Im Bearbeitungsvolumen ist ein Patientenauge bzw. ein Ausschnitt aus einem Patientenauge anordenbar.
Die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung umfasst weiterhin eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lasertherapievorrichtung, also zur Steuerung der einzelnen Komponenten der Lasertherapievorrichtung, wie der Einrichtung zur Erzeugung der Laserstrahlung, zur Fokussierung und zur Lageveränderung des Fokus, insbesondere entsprechender Scanner zur Veränderung der Fokuslage der Laserstrahlung in x-, y- und z-Richtung. Die Steuereinrichtung kann dabei verschiedene, auch räumlich voneinander getrennte Steuerelemente enthalten. Sie sind untereinander wie auch mit den anderen Komponenten der Lasertherapievorrichtung über Kommunikationswege verbunden. Diese Kommunikationswege können mittels Kabeln oder aber kabellos mit ausgestaltet sein.
Erfindungsgemäß umfasst die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung eine oben beschriebene Planungseinrichtung für ein Scanmusters einer geschlossenen Struktur, in die eine Auswahltabelle von Scanmustern oder ein Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur kodiert ist.
Durch das Scanmuster ist die zeitliche Änderung der Lage des Fokus der Laserstrahlung in einem Gewebe eines Patientenauges im Bearbeitungsvolumen, bezugnehmend auf die drei Raumrichtungen x, y, z beschrieben.
Das Scanmuster oder der Algorithmus zur Erstellung des Scanmusters ist dabei so kodiert, dass ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur im Gewebe des Patientenauges in einer Region angeordnet ist, in der ein Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters und einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie minimal ist.
Insbesondere, wenn man einen Versatz nur in einer x-y-Ebene betrachten und einen in z-Richtung, also entlang der optischen Achse verlaufenden Anteil des Versatzes vernachlässigen möchte, bzw. durch ein verstärktes Wobbeln bzw. Oszillieren des Fokus in z-Richtung um das makroskopische Scanmuster herum ausgleichen möchte – ist das Scanmuster oder der Algorithmus zur Erstellung des Scanmusters ist dabei so kodiert, dass ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur im Gewebe des Patientenauges in einer Region einer minimalen Änderung des makroskopischen Scanmusters in z-Richtung pro Zeiteinheit angeordnet ist, oder in einer Region angeordnet ist, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters parallel einer Richtung eines maximalen Versatzes in einer x-y-Ebene durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie verläuft.
Alternativ oder gleichzeitig enthält das erfindungsgemäße in die Planungseinrichtung kodierte oder mittels Algorithmus in der Planungseinrichtung erstellbare Scanmuster eine Überlappungsstruktur in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder an einem Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur.
Die oben beschriebenen speziellen Ausführungsformen der Planungseinrichtung sind natürlich auch auf die in der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung enthaltenen Planungseinrichtung anwendbar und führen damit zu speziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung.
Die Planungseinrichtung kann in einer besonderen Ausführungsform direkt in der Steuereinrichtung enthalten sein.
Für eine Lasertherapie wird das Auge eines Patienten vorzugsweise mit einem Patienteninterface an der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung, insbesondere an einem Laser-Applikator, der den Austrittsort der Therapielaserstrahlung umfasst, fixiert.
Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße ophthalmologische Lasertherapievorrichtung, die eine Charakterisierungseinrichtung zur Erzeugung von Charakterisierungsdaten des Patientenauges umfasst, bevorzugt eine optische Kohärenztomographie(OCT)-Vorrichtung, eine Scheimpflugkamera, ein konfokaler Detektor oder eine Ultraschall-Vorrichtung.
Die Charakterisierungseinrichtung übermittelt die Charakterisierungsdaten des Patientenauges an die Planungseinrichtung. Dies erfolgt wiederum bevorzugt automatisch über verkabelte und/oder kabellose Kommunikationswege zwischen der Charakterisierungseinrichtung und der Planungseinrichtung.
Die Charakterisierungsdaten umfassen insbesondere Strukturparameter des Patientenauges, wie beispielsweise die Lage von Grenzflächen der Augenstrukturen bzw. von Geweben des Auges.
In einer wichtigen Ausführungsform der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung erzeugt die Einrichtung zur Erzeugung einer Laserstrahlung eine gepulste Laserstrahlung, insbesondere eine Femtosekunden-Laserstrahlung, alternativ eine Pikosekunden- oder Attosekunden-Laserstrahlung. Die geschlossene Struktur umfasst hierbei eine geschlossene Schnittfigur. Diese geschlossene Schnittfigur kann eine geschlossene Schnittfläche sein, durch die ein Volumen eines Gewebes eines Patientenauges, dass sich innerhalb der geschlossenen Schnittfläche befindet, vom außerhalb der geschlossenen Schnittfläche befindlichen Gewebe isoliert wird. Bei einer geringen Ausdehnung in z-Richtung, also in der Tiefe, kann die geschlossene Schnittfläche als geschlossene Schnittlinie aufgefasst werden.
Eine solche Schnittfigur bzw. Schnittfläche wird durch einen Photodisruptions-Prozess am Ort des Fokus der gepulsten Laserstrahlung erzeugt.
Andere Möglichkeiten des Einsatzes einer gepulsten Laserstrahlung sind hier das Abtragen einer geschlossenen Struktur durch Ablation bzw. ein Verkleben bzw. Veränderungen des Gewebes innerhalb einer geschlossenen Struktur durch Koagulation.
Eine geschlossene Struktur, die einem Capsulotomie-Schnitt entspricht, kennzeichnet eine weitere wichtige erfindungsgemäße Planungseinrichtung bzw. erfindungsgemäße ophthalmologische Lasertherapievorrichtung. Unter der Capsulotomie wird hier die Öffnung des Kapselsacks der Linse eines Patientenauges verstanden.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung bzw. seiner Komponenten zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges in einem Single Path Verfahren, in dem das Scanmuster die zeitliche Änderung der Lage eines Fokus einer Laserstrahlung der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung im Gewebe des Patientenauges bezugnehmend auf die drei Raumrichtungen x, y, und z beschreibt, und das Scanmuster ein makroskopisches Scanmuster enthält, wird das Scanmuster aus einer Auswahltabelle von Scanmustern ausgewählt oder durch einen Algorithmus erstellt. Dies geschieht mit dem Ziel einer Übertragung des ausgewählten oder erstellten Scanmusters an die Steuerung der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung.
In diesem Verfahren zur Planung eines Scanmusters wird dabei ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur im Gewebe des Patientenauges in einer Region festgelegt, in der ein Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters und einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie minimal ist.
Alternativ oder gleichzeitig wird in diesem Verfahren zur Planung eines Scanmusters in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder an einem Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur eine Überlappungsstruktur erzeugt.
Insbesondere, wenn man einen Versatz nur in einer x-y-Ebene betrachten und einen in z-Richtung, also entlang der optischen Achse verlaufenden Anteil des Versatzes vernachlässigen bzw. durch stärkeres Wobbeln bzw. Oszillieren, wie oben beschrieben, ausgleichen möchte – wird dabei in einem Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung ein Startpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur im Gewebe des Patientenauges in einer Region einer minimalen Änderung des makroskopischen Scanmusters in z-Richtung pro Zeiteinheit oder in einer Region, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters parallel einer Richtung eines maximalen Versatzes in einer x-y-Ebene durch Bewegungen des Patientenauges relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie verläuft, festgelegt.
In der Regel ist hier eine Wahl zwischen den beiden Möglichkeiten zu treffen. In dem speziellen Fall, das bei Startpunkte gemäß beider Überlegungen in einer gleichen Region liegen, können diese durchaus zusammenfallen. Befindet sich der Startpunkt, der nach der ersten Überlegung gewählt ist, in einer anderen Region als der Startpunkt, der nach der zweiten Überlegung gewählt ist, dann muss eine Entscheidung zwischen den beiden Varianten der Startpunktwahl getroffen werden.
Gleichzeitig kann auch in diesem Verfahren zur Planung eines Scanmusters in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder an einem Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur eine Überlappungsstruktur erzeugt werden.
Der Startpunkt der des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur, kann insbesondere in einer Region, in der die Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters parallel einer superior zu inferior verlaufenden Achse des Patientenauges verläuft oder in einer Region einer minimalen oder maximalen z-Koordinate des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur angeordnet werden.
Dabei können dem (mikroskopischen) Scanmuster der geschlossenen Struktur zusätzlich Parameter der Laserstrahlung zugeordnet werden.
Eine Überlappungsstruktur kann durch eine Vorversetzung des Startpunktes und/oder durch eine Verlängerung des Endpunktes des makroskopischen Scanmusters über den eigentlichen Ort des Endpunktes hinaus erzeugt werden. Eine Überlappungsstruktur kann auch durch eine Verbreiterung der geschlossenen Struktur in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder am Endpunkt des makroskopischen Scanmusters durch Änderung eines Parameters der Laserstrahlung, insbesondere durch eine bevorzugt graduelle Änderung einer Leistung der erzeugten Laserstrahlung oder durch eine Verringerung einer Geschwindigkeit der Veränderung der Lage des Fokus erzeugt werden. Auch kann eine Überlappungsstruktur erzeugt werden durch eine Mäanderbildung in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und/oder am Endpunkt des makroskopischen Scanmusters. Nicht zuletzt kann eine Überlappungsstruktur erzeugt werden durch n die geschlossene Struktur hineinweisende oder aus der geschlossenen Struktur herausweisende hakenartige Bereiche in einem Überlappungsbereich am Startpunkt und am Endpunkt des makroskopischen Scanmusters der geschlossenen Struktur.
Insbesondere können die hakenartigen Bereiche in Abhängigkeit des maximal zu erwartenden Versatzes, insbesondere des maximal zu erwartenden Versatzes in der x-y-Ebene, erzeugt werden. Dabei können die hakenartigen Bereiche durch Kreisbögen mit einem Radius u, der dem Betrag des maximal zu erwartenden Versatzes in einem Überlappungsbereich entspricht, erzeugt werden.
Auch kann eine geschlossene Struktur durch mindestens zwei nicht geschlossene Strukturen gebildet werden, die jeweils an ihren Startpunkten und ihren Endpunkten ihrer makroskopischen Scanmuster Überlappungsbereiche aufweisen können.
In einem speziellen Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung werden Charakterisierungsdaten des Patientenauges erzeugt, und die Charakterisierungsdaten eines Patientenauges manuell oder automatisiert berücksichtigt, um ein Scanmuster aus einer Auswahltabelle von Scanmustern auszuwählen oder ein Scanmuster der geschlossenen Struktur zu erstellen.
Eine manuelle Berücksichtigung erfolgt durch eine Bewertung der Charakterisierungsdaten durch einen Arzt oder einen anderen Bediener und durch eine Auswahl eines Scanmusters aus der Auswahltabelle aufgrund der Charakterisierungsdaten oder durch Eingabe einzelner Parameter oder einer Kategorie, die zur Erstellung eines definierten Scanmusters führt.
Bei einer automatisierten Berücksichtigung werden die Charakterisierungsdaten direkt verarbeitet, indem ein Scanmuster aus der Auswahltabelle ausgewählt wird oder mit den Charakterisierungsdaten das Scanmuster erstellt wird.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn in einem Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung eine Fixierung des Patientenauges an eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung berücksichtigt wird.
Eine Fixierung des Patientenauges an die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung erfolgt beispielsweise mittels einer Patientenschnittstelle (Patienteninterface), wie beispielsweise eines Flüssigkeits-Patienteninterfaces oder eines Kontaktglases. Ist ein Patientenauge über einer solchen Patientenschnittstelle mit der Lasertherapievorrichtung verbunden, so übt diese Patientenschnittstelle einen gewissen Druck auf das Auge des Patienten aus, was vorher ermittelte Charakterisierungsdaten des Auges verändern wird. Durch die Einführung eines Korrekturparameters für diese Zwecke kann das berücksichtigt werden.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung einer geschlossenen Struktur, wird das Scanmuster einer geschlossenen Struktur mit einem Verfahren zur Planung eines Scanmusters einer geschlossenen Struktur geplant, und das Scanmuster der geschlossenen Struktur an eine Steuereinrichtung der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung übertragen oder aber der Steuereinrichtung auf eine Planungseinrichtung Zugriff gewährt, die das geplante Scanmuster der geschlossenen Struktur enthält.
Die Steuereinrichtung steuert schließlich die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung unter Zuhilfenahme der Daten der Planungseinrichtung so, dass ein in der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung erzeugter und kontinuierlich in seiner Lage veränderter Fokus einer Laserstrahlung die geschlossene Struktur in einem Gewebe eines Patientenauges erzeugt.
Die Erfindung wird am Beispiel des Capsulotomie-Schnitts mittels der Femtosekunden-Laser unterstützten Kataraktchirurgie ausgeführt, was aber die Erfindung nicht auf die Planung und Erzeugung eines Capsulotomie-Schnittes beschränken soll.
Die Erläuterungen erfolgen hierzu anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigt:
die 1a und 1b: einen Capsolutomie-Schnitt nach dem Stand der Technik nach dem Multi-Path-Verfahren und ein dabei auftretender Versatz durch Bewegungen des Patientenauges
die 2a und 2b: einen Capsolutomie-Schnitt nach dem Stand der Technik nach dem Single-Path-Verfahren und ein dabei auftretender Versatz durch Bewegungen des Patientenauges
die 3: einen Capsolutomie-Schnitt der seinen Startpunkt des makroskopischen Scanmusters auf einer nasal zu temporal verlaufenden Achse hat und dessen Endpunkt über den ursprünglichen Endpunkt hinaus verlängert wurde (der kreisförmige Schnitt also um mehr als 360° durchgeführt wurde) und Auswirkungen verschiedener Versatzrichtungen
die 4a und 4b: einen Capsolutomie-Schnitt, der eine Überlappungsstruktur, die durch innere Haken gebildet werden, in einen Überlappungsbereich enthält, Auswirkungen verschiedener Versatzrichtungen sowie die Berechnung der optimalen Hakenstruktur
die 4c und 4d: einen Capsolutomie-Schnitt, der zwei Überlappungsbereiche enthält.
die 5a und 5b: eine geschlossene Schnittfigur, die eine Überlappungsstruktur, die durch äußere Haken gebildet werden, in einen Überlappungsbereich enthält, Auswirkungen verschiedener Versatzrichtungen sowie die Berechnung der optimalen Hakenstruktur
die 6: einen Capsolutomie-Schnitt der eine Überlappungsstruktur, die durch eine Verbreiterung der geschlossenen Struktur in einem Überlappungsbereich gebildet wird, enthält
die 7: einen Capsolutomie-Schnitt der eine Überlappungsstruktur, die durch Mäander in einem Überlappungsbereich gebildet werden, enthält.
die 8a: einen nicht zu einer x-y-Ebene parallelen Capsolutomie-Schnitt, der eine Überlappungsstruktur, die durch innere Haken in einen Überlappungsbereich gebildet werden, und einen Start- und Endpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer maximalen z-Koordinate des Scanmusters des Capsolutomie-Schnitts enthält.
die 8b, 8c und 8d: einen nicht zu einer x-y-Ebene parallelen Capsolutomie-Schnitt, der eine Überlappungsstruktur enthält, die durch innere Haken in einen Überlappungsbereich gebildet werden, und der einen Start- und Endpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer Position der maximalen Änderung der z-Richtung pro Zeiteinheit enthält.
die 9a bis 9c: einen nicht zu einer x-y-Ebene parallelen Capsolutomie-Schnitt, der eine Überlappungsstruktur, die durch innere Haken in einem Überlappungsbereich gebildet werden, und einen Start- und Endpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer maximalen z-Koordinate des Scanmusters des Capsolutomie-Schnitts enthält, mit Kennzeichnung des prinzipiellen (mikroskopischen) Scanmusters eines Single-Path-Schnitts.
die 10a bis 10c: einen nicht zu einer x-y-Ebene parallelen Capsolutomie-Schnitt, der eine Überlappungsstruktur enthält, die durch innere Haken in einem Überlappungsbereich gebildet werden, und der einen Start- und Endpunkt des makroskopischen Scanmusters in einer Position der maximalen Änderung der z-Richtung pro Zeiteinheit enthält mit Kennzeichnung des prinzipiellen (mikroskopischen) Scanmusters eines Single-Path-Schnitts.
die 11: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung
die 12: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung
In der die 3 ist ein kreisförmigen Capsolutomie-Schnitt 1 dargestellt, bei dem der Startpunkt 2 seines makroskopischen Scanmusters 145 in einer Region angeordnet ist, in der die Fortschrittrichtung des makroskopischen Scanmusters 145 parallel einer superior zu inferior verlaufenden Richtung, jedoch etwas vorverlegt wurde, so dass der ursprüngliche Startpunkt erst später geschnitten wird, und dessen Endpunkt 3 über den ursprünglichen Endpunkt hinaus verlängert wurde, und somit der kreisförmige Schnitt um mehr als 360° durchgeführt wurde. Zudem sind die Auswirkungen verschiedener Versatz-Situationen für einen unter diesen Bedingungen durchgeführten Capsulotomie-Schnitt 1 aufgezeigt.
Ohne Bewegung des Zielobjekts, also des Patientenauges 310, würde ein Überlappungsbereich 4 auf der gewünschten Bahn des Capsulotomie-Schnitts 1 entstehen, wie in der 3 (i) dargestellt. Dieser Überlappungsbereich 4 bewirkt, das nun bei einem Versatz u aufgrund einer Bewegung nach oben oder nach unten, also parallel zur superior zu inferior verlaufenden Achse, d.h. senkrecht zur nasal zu temporal verlaufenden Achse 330, wie in den 3 (iii) und (v) dargestellt, die Schnittlinie des Capsulotomie-Schnitts 1 geschlossen bleibt.
Bei gleicher Startsituation, jedoch einer relativen Bewegung des Patientenauges 310 zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung in Richtung Nase oder in Richtung Schläfe des Patienten, die einen zur nasal zu temporal verlaufenden Achse 330 parallelen maximalen Versatz u erzeugt, wie in den 3 (ii) und 3 (iv) gezeigt, entsteht hingegen kein Überlappungsbereich 4. Ein solcher Capsolutomie-Schnitt 1 wäre nur dann geschlossen ausführbar, wenn er, in gleicher Weise über die 360° hinaus verlängert, mit einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters 145 die parallel einer nasal zu temporal verlaufenden Achse verläuft, seinen Startpunkt 2 wie auch seinen Endpunkt 3 hätte.
Ist die erwartete Bewegungsrichtung und damit auch die Versatzrichtung a priori bekannt, kann diese einfache Maßnahme eingesetzt werden, um garantiert geschlossenen Schnitte zu erhalten. Der Startpunkt 2 bzw. Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 ist dann auf einem Abschnitt der Schnittlinie zu wählen, der im Wesentlichen in die Richtung verläuft, in die die Bewegung des Patientenauges 310 erwartet wird.
Bei der Capsulotomie der Augenlinse des Patienten 350 wird z.B. auf Grund der Atmung des Patienten eine Bewegung der Linse in der superior – inferior Richtung, also die Kopf-Fuß-Achse, erwartet (siehe Eur J Ophthalmol 2015; 25 (2): 112–118; T. Schultz, S. C. Joachim, I.Tischoff, H. B. Dick: "Histologic evaluation of in vivo femtosecond laser–generated capsulotomies reveals a potential cause for radial capsular tears").
Ein Startpunkt 2 des makroskopischen Scanmusters 145 in einer Region des Capsulotomie-Schnittes 1, in der die Fortschrittrichtung des makroskopischen Scanmusters 145 parallel einer superior zu inferior verlaufenden Achse verläuft, zusammen mit einer Verlängerung der Schnittlinie über 360° hinaus, kann in diesem Fall schon zu einer effektiven Sicherstellung der Geschlossenheit des Schnittes führen. Die Winkelvergrößerung über 360° hinaus muss dabei mindestens betragen. r ist dabei der Radius der Kreisbahn, u der Versatz.
Die 4a zeigt einen Capsulotomie-Schnitt 1, der eine Überlappungsstruktur 5, 6, die durch innere Haken gebildet werden, in einen Überlappungsbereich 4 enthält, sowie Auswirkungen verschiedener Versatzrichtungen. Hierbei wird die Schnittlinie bzw. die geschlossene Schnittfläche, denn bei einem Capsulotomie-Schnitt 1 wird der Kapselsack der Augenlinse des Patientenauges 310 in seiner ganzen Tiefe durchtrennt, um eine kreisförmige Öffnung zu erhalten, durch hakenartige Überlappungsstrukturen 5, 6 im Bereich des Startpunkts 2 wie auch des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 verlängert. Werden die Haken ins Innere der eingeschlossenen Fläche gelegt, entstehen zusätzliche Schnitte in Inneren, der Außenbereich behält aber im Wesentlichen seine Form. Das ist vorteilhaft, wenn die Integrität der Außenbereiches gewahrt werden soll, z.B. also ein Loch geschnitten werden soll, wobei das herausgenommene Stück im Bereich des Loches nicht gut erhalten bleiben muss jedoch der Rand des Loches.
Kleinere kreisbogenförmige „Haken“ 5, 6 im Bereich des Startpunktes 2 und des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 der Schnittlinie des Capsulotomie-Schnitts 1 stellen die Geschlossenheit der Schnittlinie bei einem Versatz u, der durch eine Relativbewegung des Patientenauges 310 zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während der Ausführung des Capsulotomie-Schnitts 1 entstehen kann in verschiedene Richtungen wieder her, siehe 4a (ii), (iii), (iv), (v), im Vergleich zu einem solchen Schnitt ohne Versatz der 4a (i). Ein Kreissegment mit einem Radius u stellt dabei die minimale Erweiterung des Schnittes, und hier folglich des makroskopischen Scanmusters 145, dar, die eine Bewegung um u in eine nicht vorherbestimmte Richtung zulässt. Ein Winkelbereich 7 der beabsichtigten Schnittlinie bzw. seines makroskopischen Scanmusters 145 kann auf Grund der Ausdehnung der Haken entfallen, ohne die Geschlossenheit zu beeinträchtigen.
Die 4b beschreibt die Berechnung der optimalen Hakenstruktur 5, 6, also eine vorteilhafte Ausgestaltung der kreisbogenförmigen Haken für einen beabsichtigten kreisförmigen geschlossene Schnitt wie den Capsulotomie-Schnitt 1. In einem Sektor des Winkelbereichs 7 mit dem Winkel ε um den Startpunkt 2 bzw. den Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 des kreisförmigen Schnitts wird die beabsichtigte Kreisbahn durch kleinere Kreissektoren, die Haken 5, 6, mit dem Radius u, wobei u der zu überbrückende Versatz u ist, während der Ausführung des Capsulotomie-Schnitts 1 ersetzt. Die Größe des Winkelbereichs berechnet sich als ε = arcsin(u/r – u).
Die Haken 5, 6 erstrecken sich über einen Winkelbereich von 90° + ε um einen Mittelpunkt, der r – u vom Zentrum des kreisförmigen Capsulotomie-Schnittes 1 entfernt auf den Schenkeln des Sektors des Winkelbereichs 7 mit dem Winkel ε liegt. Die Haken 5, 6 münden mit gleicher Tangente in den kreisförmigen Capsulotomie-Schnitt 1 und schmiegen sich an die Schenkel des Sektors ε. Die resultierende Schnittlinie bzw. ihr makroskopisches Scanmuster 145 weist keine Spitzen auf, die in das das Loch umgebende Gewebematerial zeigen. Für den Capsulotomie-Schnitt am Patientenauge 310 führt das zu einer hohen Belastbarkeit des Lochrandes, die dort erwünscht ist.
Die 4c und 4d stellen zwei Varianten von Capsolutomie-Schnitten 1 dar, die jeweils zwei Überlappungsbereiche 4 enthalten. Die final erhaltene geschlossene Schnittfigur 1 ist aus zwei nicht geschlossenen Teil-Schnittfiguren, die sich im Bereich ihrer Startpunkte und Endpunkte ihrer makroskopischen Scanmuster 145 jeweils in einem Überlappungsbereich 4 überlappen, zusammengesetzt. Dies kann die Ausführung des einer kreisförmigen Schnittfigur des Capsulotomie-Schnittes 1 unterstützen, der zur verbesserten Zentrierung der später in den Kapselsack eingesetzten Intraokularlinse (IOL) für viele IOL-Typen vorteilhaft ist.
So kann also in einem Verfahren zur Ausführung einer Capsulotomie-Schnitts 1 mittels einer Kurzpuls-Laserstrahlung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung eine Öffnung dadurch erzeugt werden, dass der Fokus 130 einer Kurzpuls-Laserstrahlung mittels eines x/y-Scansystems 411, 412 in ihren x- und y-Fokuslagen positioniert wird, während ein z-Scanner 413 für eine oszillierende Bewegung in z-Richtung sorgt, bzw. eine oszillierende Bewegung des Fokus 130, die zusammengesetzt ist aus einer Oszillation in z Richtung und in einer lateralen Richtung, erfolgt, während in einer x-y-Ebene langsam die gewünschte kreisförmige Schnittfigur, hier also das makroskopische Scanmuster des Capsulotomie-Schnitts 1 abgefahren wird.
Im Fall der Schnittfiguren der 4c bzw. 4d wird dabei in zwei Schritten eine erste nicht geschlossene Kurve 1-1 eines makroskopischen Scanmusters 145 mit einem Radius r und eine zweite nicht geschlossene Kurve 1-2 eines makroskopischen Scanmusters 145 mit einem Radius r und jeweils einer Überlappungsstruktur 5, 6, die durch innere kreisbögenförmige Haken gebildet wird, im Bereich des Startpunkts 2 und des Endpunkte 3 der makroskopischen Scanmuster 145 erzeugt.
Dabei wird im Bereich des ersten Endpunktes 3 der ersten nicht geschlossenen Kurve 1-1 mit einem Radius r wie auch im Bereich des Startpunktes 2 der zweiten nicht geschlossenen Kurve 1-2 mit einem Radius r jeweils ein kreisbogenförmiger Haken mit einem Radius u als Überlappungsstruktur 5, 6 erzeugt. Die beiden Haken überschneiden sich in einem vorgesehenen ersten Überlappungsbereich 4. Im Bereich des Endpunktes 3 der zweiten nicht geschlossenen Kurve 1-2 wie auch im Bereich des Startpunktes 2 der ersten nicht geschlossenen Kurve 1-1 werden wiederum kreisförmige Haken mit einem Radius u als Überlappungsstrukturen 5, 6 gebildet, die sich in einem zweiten Überlappungsbereich 4 überschneiden.
Dabei überschneiden sich die kreisbogenförmigen Haken 5, 6 in den Überlappungsbereichen 4 jeweils derart, dass die Startpunkte 2 und Endpunkte 3 der nicht geschlossenen Kurven 1-1, 1-2 im Inneren einer durch die erste und die zweite nichtgeschlossenen Kurve 1-1, 1-2 gebildeten geschlossenen Schnittfigur des Capsulotomie-Schnitts 1 angeordnet sind.
Die kreisbogenförmigen Haken 5, 6 im Bereich des Startpunktes 2 und des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 einer geschlossenen Schnittfigur 1 in einem Gewebe des Auges können auch nach außen gerichtet werden, wenn es eher auf die Integrität im Inneren des Schnittes ankommt.
Die 5a zeigt ein makroskopisches Scanmuster 145 einer geschlossenen Schnittfigur 1, das eine Überlappungsstruktur 5, 6, die durch äußere Haken gebildet werden, in einen Überlappungsbereich 4 enthält, sowie Auswirkungen verschiedener Versatzrichtungen. In diesem Fall wird das makroskopische Scanmuster 145, hier also die Schnittlinie der geschlossenen Schnittfigur 1, durch hakenartige Überlappungsstrukturen 5, 6 im Bereich des Startpunkts 2 wie auch des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 ebenfalls verlängert, jedoch in entgegengesetzte Richtung als im vorangegangenen Beispiel.
Die kreisbogenförmigen Haken 5, 6 im Bereich des Startpunktes 2 und des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 einer geschlossenen Schnittfigur 1 stellen die Geschlossenheit der Schnittlinie bei einem Versatz u durch eine Relativbewegung des Patientenauges 310 zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während der Erzeugung der geschlossenen Schnittfigur 1 in beliebiger Richtung sicher. Ein Winkelbereich 7 des makroskopischen Scanmusters 145 der beabsichtigen Schnittlinie im Bereich der Überlappungsstrukturen 5, 6, der den Überlappungsbereich bildet, kann auf Grund der Ausdehnung der Haken 5, 6 entfallen ohne die Geschlossenheit zu beeinträchtigen. Die nach außen gerichteten Haken 5, 6 erhöhen die Integrität des inneren Bereiches der geschlossenen Schnittfigur 1.
Die 5b beschreibt die Berechnung der optimalen Hakenstruktur 5, 6, also eine vorteilhafte Ausgestaltung der kreisbogenförmigen Haken für eine beabsichtigte geschlossene kreisförmige Schnittfigur 1. In einem Sektor des Winkelbereichs 7 mit dem Winkel ε um den Startpunkt 2 bzw. den Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 der kreisförmigen Schnittfigur 1 wird die beabsichtigte Kreisbahn ersetzt durch kleinere Kreissektoren, die Haken 5, 6, mit dem Radius u, wobei u der zu überbrückende Versatz u ist. Die Größe des Winkelbereichs berechnet sich als ε = arcsin(u/r + u).
Die Haken 5, 6 erstrecken sich über einen Winkelbereich von 90° + ε um einen Mittelpunkt, der r + u vom Zentrum der kreisförmigen geschlossenen Schnittfigur 1 bzw. seines makroskopischen Scanmusters 145 entfernt auf den Schenkeln des Sektors des Winkelbereichs 7 mit dem Winkel ε liegt. Die Haken 5, 6 münden mit gleicher Tangente in die kreisförmige geschlossene Schnittfigur 1 und schmiegen sich an die Schenkel des Sektors ε.
In der 6 ist ein Capsolutomie-Schnitt 1 dargestellt, der eine Überlappungsstruktur 8 enthält, die durch eine Verbreiterung der geschlossenen Schnittfigur 1 in einem Überlappungsbereich 4 im Bereich des Startpunktes 2 und/oder des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 gebildet wird.
Die Schnittlinie des Capsulotomie-Schnitts 1 überlappt in einem Überlappungsbereich 4 analog zur Variante der 3 und wird also auch nach den Prinzipien des Capsulotomie-Schnitts 1 der 3 erzeugt. Zusätzlich bewirkt eine Intensivierung der Schnittparameter der fokussierten Laserstrahlung im Bereich des Startpunktes 2 und/oder des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 dieses Capsulotomie-Schnitts 1 eine Verbreiterung der Schnittlinie, die zum Schließen der Schnittlinie auch bei einem während der Ausführung des Capsulotomie-Schnitts 1 aufgrund von relativen Bewegungen des Patientenauges 310 zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung entstehenden Versatzes u führt.
Im Bereich des Startpunktes 2 und/oder des Endpunktes 3 des makroskopischen Scanmusters 145 des Capsulotomie-Schnittes 1 wird die Schnittintensität vergrößert, z.B. durch eine Erhöhung der Laserleistung, also eine Verbreiterung des Wirkbereichs des Fokus der Laserstrahlung, oder durch eine Verdichtung des Schussabstandes einer gepulsten Femtosekunden-Laserstrahlung, also eine Verringerung des Abstandes der Wirkbereiche des Fokus der Laserstrahlung, so dass der Schnitt auch bei einem Versatz u während des Schneidens zusammenwachsen kann und sich schließt.
Die 7 wiederum zeigt einen Capsolutomie-Schnitt 1, der eine Überlappungsstruktur 9, die durch Mäander in einem Überlappungsbereich 4 gebildet werden, enthält. In dem Überlappungsbereich 4 der des makroskopischen Scanmusters 145 des Capsulotomie-Schnittes 1 wird zunächst analog zur Variante der 3 vorgegangen, und dann dem makroskopische Scanmuster 145 des Capsulotomie-Schnittes 1 im Bereich seines Startpunktes 2 und/oder seines Endpunktes 3 zusätzlich mäanderartige Schleifen aufgeprägt, die leicht einander überlappen. Diese ermöglichen dann eine geschlossene Verbindung von Startpunkt bzw. Startbereich und Endpunkt bzw. Endbereich auch bei einem auftretendem Versatz u.
Ist die beabsichtigte geschlossene Schnittfigur 1 gegen die Horizontale, also die x-y-Ebene, in der ein lateraler Versatz u erwartet wird, geneigt, so muss auf eine dreidimensionale Ausführung der Überlappungsstrukturen, hier der Haken 5, 6, geachtet werden. Damit sie sich bei einem lateralen Versatz u dennoch in derselben Höhe – also der z-Position – durchdringen und damit verbunden sind, ist es vorteilhaft, wenn sich die Hakenstrukturen 5, 6 in einer gemeinsamen Höhe befinden und horizontal liegen. Besonders vorteilhaft wird der Überlappungsbereich 4 an Stellen des makroskopischen Scanmusters 145 der beabsichtigten geschlossenen Schnittfigur 1 realisiert, an denen sich das makroskopische Scanmuster 145 dieser Schnittfigur 1 nicht oder nur wenig in der Höhenlage verändert. Dies ist in der 8a dargestellt. Der Capsulotomie-Schnitt 1 der 8a enthält einen Startpunkt 2 und einen Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 an der Position einer maximalen z-Koordinate des makroskopischen Scanmusters des Capsolutomie-Schnitts 1.
Die Überlappungsstrukturen, also die Haken 5, 6, sind horizontal ausgeführt obwohl sich die geschlossene Schnittfigur 1 des hier dargestellten Capsulotomie-Schnitts 1 gegen die Horizontale neigt. Damit überlappen die beiden Haken 5 und 6 bei jedwedem lateralen Versatz u, der kleiner als ein maximal erwarteter Versatz ist, auf gleicher Höhe in einer Horizontalen 30 und sind somit verbunden. Werden die Überlappungsstrukturen 5, 6 an einer Position mit geringer Höhenveränderung der geschlossenen Schnittfigur 1 gelegt – In 8a ist dies an der Position der maximalen z-Koordinate der geschlossenen Schnittfigur 1 erfolgt, an einer minimalen Position der z-Koordinate oder an Plateaustellen wäre dies aber ebenso möglich – so können die Haken 5 und 6, auch wenn sie noch einen Sektor überspannen müssen, in etwa gleicher Höher realisiert werden.
die 8b, 8c und 8d zeigen hingegen einen nicht zu einer x-y-Ebene parallelen Capsolutomie-Schnitt 1, der eine Überlappungsstruktur 5, 6 enthält, die durch innere Haken in einen Überlappungsbereich 4 gebildet werden, und der einen Start- und Endpunkt 1, 2 des makroskopischen Scanmusters 145 in einer Position der maximalen Änderung der z-Richtung pro Zeiteinheit enthält.
In der 8b ist dabei die Position der Überlappungsstruktur 5, 6, also der Haken 5 und 6, unvorteilhaft an einer Position des makroskopischen Scanmusters 145 der geschlossenen Schnittfigur 1 gewählt, an dem dieses eine starke Höhenveränderung durchläuft. Da die Haken 5, 6 einen Teilsektor des makroskopischen Scanmusters 145 der geschlossenen Schnittfigur 1 überspannen müssen, liegt der Haken 5 höher als der Haken 6, und es kommt nicht zu einer Verbindung. Eine Neigung der Haken 5, 6 in die Neigungsebene der geschlossenen Schnittfigur 1 hilft nicht, da die Position des Überschneidens der Überlappungsstrukturen 5 und 6 apriori nicht bekannt ist.
Folgen die Überlappungsstrukturen 5, 6, also die Haken 5 und 6, der Neigung der geschlossenen Schnittfigur 1, wie in der 8c gezeigt, dann kommt es zwar ohne einen Versatz u auch auf stark geneigten Bereichen der geschlossenen Schnittfigur 1 zum Überlappen der Bereiche des Startpunktes 2 und des Endpunkte 3 des makroskopischen Scanmusters 145.
Tritt jedoch während des Schneidens ein Versatz d auf, wie es in der 8d dargestellt ist, so führt der Höhenversatz innerhalb der Überlappungsstrukturen 5, 6 zu einem Verlust des räumlichen Überlappens der beiden Überlappungsstrukturen 5, 6, obwohl die Überlappungsstrukturen 5, 6 aus einer Perspektive einer Aufsicht lateral noch überlappen. Eine Ausführung der Überlappungsstrukturen 5, 6 in gleicher Höhe z ist also vorteilhaft.
Da sich bei horizontaler Ausführung der Überlappungsstrukturen 5, 6 der z-Vorschub pro Zeit ändert, wenn die Überlappungsstrukturen 5, 6 in einem Bereich der geschlossenen Schnittfigur 1 ausgeführt werden, der nicht horizontal ist, werden hier hohe Beschleunigungen der z-Vorschubbewegung benötigt. Auch um diese zu vermeiden, ist eine Platzierung der Überlappungsstrukturen 5, 6 und damit des Startpunktes und des Endpunktes des makroskopischen Scanmusters 145 an Stellen mit geringe bis keiner z-Variation, also an Maxima, Minima bzw. Sattelpunkten, vorteilhaft.
Die 9a bis 9c wie auch 10a bis 10c zeigen einen nicht zu einer x-y-Ebene parallel verlaufenden kreisförmigen Capsolutomie-Schnitt 1, in einer Aufsicht AO (9a und 10a), einer perspektivischen Ansicht (9b und 10b) und einer Seitenansicht SA (9c und 10c), der eine Überlappungsstruktur, die durch innere kreisbogenförmige Haken 5, 6 in einem Überlappungsbereich 4 gebildet werden, aufweist. Sowohl der Capsulotomie-Schnitt 1 der 9a bis 9c als auch der Capsulotomie-Schnitt 1 der 10a bis 10c werden nach dem Single-Path-Verfahren erzeugt.
Die Figuren in perspektivische Ansicht und in Seitenansicht zeigen die Details eines Scanmusters 140 dieses Capsulotomie-Schnittes 1, bei denen eine oszillierende Bewegung des Fokus 130, die zusammengesetzt ist aus einer Oszillation in z Richtung und in einer lateralen Richtung, erfolgt, während in einer zur x-y-Ebene geneigt verlaufenden Fläche langsam das kreisförmige makroskopische Scanmuster 145 des Capsulotomie-Schnitts 1 abgefahren wird. In den Figuren sind Tracks 146, also benachbarte Schnittgeraden des Scanmusters die auch Strokes oder Slashes genannt werden, und von denen die Schnittfläche 1 überstrichen wird, nicht exakt vertikal ausgeführt. Dies ist auf die hier verwendete zusammengesetzte Oszillation des Fokus der Laserstrahlung aus einer Oszillation in z-Richtung und in einer lateralen Richtung durch eine oszillatorische Bewegung des z-Scanners 413 und mindestens eines lateralen Scanners 411, 412 zurückzuführen.
Der Capsulotomie-Schnitt 1 der 9a bis 9c weist dabei einen Startpunkt 2 und einen Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 in einer maximalen z-Koordinate des makroskopischen Scanmusters 145 des Capsolutomie-Schnittes 1 auf. Der Capsulotomie-Schnitt 1 der 10a bis 10c hingegen umfasst einen Startpunkt 2 und einen Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 in einer Position der maximalen Änderung der z-Richtung pro Zeiteinheit des Scanmusters des Capsulotomie-Schnittes 1 – also auf den Flanken des geneigten Capsulotomie-Schnittes 1.
Wird der Startpunkt 2 und der Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 des Capsulotomie-Schnittes 1 auf die Flanken der schrägen Schnittfigur gelegt, kann ein Höhenversatz ein Überlappen der Überlappungsstrukturen 5, 6 verhindern, was in der 10c am besten zu erkennen ist. Wird der Startpunkt 2 und der Endpunkt 3 des makroskopischen Scanmusters 145 des Capsulotomie-Schnittes 1 jedoch an einer Stelle mit minimaler Höhenvariation, bzw. optimal ohne Höhenvariation, ausgeführt, ist ein Überlappen der Überlappungsstrukturen, also der kreisbogenförmigen Haken 5, 6, gewährleistet, was in der 9c zu erkennen ist.
Die 11 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung und deren Zusammenwirken mit einer erfindungsgemäßen Planungseinrichtung 700.
Die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung enthält eine Einrichtung zur Erzeugung 100 einer Laserstrahlung, die einen Femtosekunden-Laser mit einer Wellenlänge im Bereich von 1020–1060nm umfasst. Die Pulsdauer dieses Femtosekunden-Lasers beträgt 500–600fs, die Pulsenergie ca. 10µJ.
Des Weiteren enthält die Lasertherapievorrichtung eine Optik 200 zur Fokussierung der Laserstrahlung in einem Fokus 130, mit einer numerischen Apertur von 0,2, die eine Bildfeldgröße von ca. 6mm aufweist. Mit dieser Anordnung ist ein Bearbeitungsvolumen 300 von 6mm × 6mm × 6mm erreichbar, in dem ein Ausschnitt eines Patientenauges 310 platzierbar ist, dessen Gewebe mit Hilfe der fokussierten Laserstrahlung 110 des Femtosekunden-Lasers bearbeitet werden soll. Die optische Achse 120 verläuft parallel zur z-Richtung.
Die hier gezeigte ophthalmologische Lasertherapievorrichtung enthält des Weiteren ein Einrichtung zur Veränderung der Lage 400 des Fokus 130 mit einem Scansystem aus drei Scannern 411, 412, 413, die in x-, y bzw. z-Richtung Scanbewegungen ausführen können und durch die Zusammensetzung dieser Scanbewegungen eine Scanbewegung und damit eine Bewegung des Fokus der Laserstrahlung 110 in beliebiger Richtung vollführen können. Das Scansystem umfasst dabei vorteilhaft ein schnelles Scansystem mit drei schnellen Scannern, die in x-, y- oder z-Richtung schnelle Scanbewegungen ausführen können, und einem langsamen Scansystem mit drei langsamen Scannern, die in x-, y- oder z-Richtung langsame Scanbewegungen ausführen können (in der Figur nicht gezeigt). Ein Scanmuster 140 kann durch die Zusammenarbeit des schnellen und des langsamen Scansystems abgefahren werden.
Des Weiteren enthält die Anordnung ein einteiliges zentrales Steuersystem 500, das über Kommunikationswege 501 mit der Einrichtung zur Erzeugung 100 einer Laserstrahlung, also dem Femtosekunden-Lasersystem, und mit der Einrichtung zur Veränderung der Lage 400 des Fokus 130 verbunden ist und eingerichtet ist, sowohl das Femtosekunden-Lasersystem als auch alle Scanner 411, 412, 413 der Einrichtung zur Veränderung der Lage 400 des Fokus 130 sowie ggf. auch die Optik 200 zu steuern.
Die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung kommuniziert in diesem Ausführungsbeispiel mit einer externen Charakterisierungseinrichtung 600, mit der sie über kabellose Kommunikationswege 510 verbunden ist. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um einen Vorrichtung für die optische Kohärenztomographie (OCT), mit der Strukturparameter des Patientenauges 310 vor der Durchführung der Lasertherapie ermittelt werden. Dabei kann die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung fakultativ eine Anforderung zur Ermittlung von Strukturparametern des Patientenauges an die Charakterisierungseinrichtung 600 übermitteln.
Die von der Charakterisierungseinrichtung 600 ermittelten Strukturparameter, beispielsweise die Lage von Grenzflächen der verschiedenen Augengewebe, wie die Lage der Augenlinse, werden von der Charakterisierungseinrichtung 600 an eine erfindungsgemäße Planungseinrichtung 700 wiederum über kabellose Kommunikationswege 520 übermittelt. Die erfindungsgemäße Planungseinrichtung enthält eine Auswahltabelle 750 von Scanmustern 140 von geschlossenen Strukturen 1 in den Geweben eines Auges. Die von der Charakterisierungseinrichtung 600 erhaltenen Strukturparameter werden in der Planungseinrichtung 700 bewertet und aus dem Ergebnis dieser Bewertung folgt die automatische Auswahl eines Scanmusters 140 der Auswahltabelle 750. Dieses wird an die Steuereinrichtung 500 der ophthalmologischen Therapievorrichtung übermittelt und kann so zur Erzeugung des gewünschten Scanmusters 140 der geschlossenen Struktur 1 in einem Gewebe des Patientenauges 310 eingesetzt werden.
Die 12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung. Diese Lasertherapievorrichtung entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels, jedoch ist im zweiten Ausführungsbeispiel sowohl die Charakterisierungseinrichtung 600, auch hier eine Vorrichtung für die optische Kohärenztomographie (OCT), wie auch die Planungseinrichtung 700 in der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung integriert. Die Kommunikationswege 510 zwischen den einzelnen Komponenten sind in diesem Fall alle mittels Kabelverbindungen realisiert.
Die Planungseinrichtung 700 enthält auch in diesem Fall eine Auswahltabelle 750 von Scanmustern 140 geschlossener Strukturen 1. Zudem ist in der Planungseinrichtung 700 ein Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters 140 einer geschlossenen Struktur 1 kodiert, mit dem ein solches Scanmuster 140 völlig frei und unabhängig von in der Auswahltabelle 750 enthaltenen Scanmustern 140 erzeugt werden kann, oder aber ein in der Auswahltabelle 750 vorhandenes Scanmuster 140 modifiziert werden kann.
Im Gegensatz zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels können in diesem Fall Strukturparameter des Patientenauges 310 nach dem Fixieren des Patientenauges 310 mittels eines Patienteninterfaces an das ophthalmologische Lasertherapievorrichtung bzw. an einen entsprechenden Laser-Applikator des ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung, der hier nicht dargestellt ist, unter Zuhilfenahme einer Charakterisierungsstrahlung 610 ermittelt werden. Diese Strukturparameter werden an die integrierte Planungseinrichtung 700 übermittelt, die ein entsprechendes Scanmuster 140 für die Erzeugung der geschlossenen Struktur 1 erstellt. Dieses Scanmuster 140 wird dann an die Steuereinrichtung 500 weitergegeben und von dieser zur Steuerung der Erzeugung der entsprechenden Struktur im Patientenauge 310 mittels Fokusbewegung der Therapielaserstrahlung entlang des Scanmusters 140 genutzt.
Die Integration der Charakterisierungseinrichtung 600 und der Planungseinrichtung 700 erleichtert ein entsprechendes Therapieverfahren erheblich, da auch während der Erzeugung der Strukturen im Patientenauge die Charakterisierungseinrichtung 600 genutzt werden kann. Zudem ist eine Ermittlung von Strukturparametern des Auges im fixierten Zustand möglich – eine Umrechnung von Strukturparametern des eines nicht fixierten Patientenauges 310 in Strukturparameter eines fixierten Patientenauges 310 entfällt hier beispielsweise.
Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale der Erfindung 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.
Eine auf Verfahrensmerkmale bezogene Beschreibung einer Vorrichtung gilt bezüglich dieser Merkmale analog für das entsprechende Verfahren, während Verfahrensmerkmale entsprechend funktionelle Merkmale der beschriebenen Vorrichtung darstellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Eur J Ophthalmol 2015; 25 (2): 112–118; T. Schultz, S. C. Joachim, I.Tischoff, H. B. Dick: "Histologic evaluation of in vivo femtosecond laser-generated capsulotomies reveals a potential cause for radial capsular tears" [0030]
siehe Eur J Ophthalmol 2015; 25 (2): 112–118; T. Schultz, S. C. Joachim, I.Tischoff, H. B. Dick: "Histologic evaluation of in vivo femtosecond laser–generated capsulotomies reveals a potential cause for radial capsular tears" [0112]

Claims

Planungseinrichtung (700) für ein Scanmuster (140) einer geschlossenen Struktur (1) für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges (310) in einem Single-Path-Verfahren, – in die eine Auswahltabelle (750) von Scanmustern (140) und/oder ein Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters (140) der geschlossenen Struktur (1) kodiert ist, – wobei durch das Scanmuster (140) die zeitliche Änderung der Lage eines Fokus (130) einer Laserstrahlung (110) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung im Gewebe des Patientenauges (310) bezugnehmend auf die drei Raumrichtungen x, y, und z beschrieben ist, – wobei das Scanmuster (140) ein makroskopisches Scanmuster (145) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Startpunkt (2) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) im Gewebe des Patientenauges (310) in einer Region angeordnet ist, in der ein Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters (145) und einer Richtung eines maximalen Versatzes durch Bewegungen des Patientenauges (310) relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie minimal ist, und/oder – das makroskopische Scanmuster (145) eine Überlappungsstruktur (5, 6, 8, 9) in einem Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder an einem Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) enthält.
Planungseinrichtung (700) eines Scanmusters (140) einer geschlossenen Struktur (1) für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges (310) in einem Single-Path-Verfahren, – in die eine Auswahltabelle (750) von Scanmustern (140) und/oder ein Algorithmus zur Erstellung eines Scanmusters (140) der geschlossenen Struktur (1) kodiert ist, – wobei durch das Scanmuster (140) die zeitliche Änderung der Lage eines Fokus (130) einer Laserstrahlung (110) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung im Gewebe des Patientenauges (310) bezugnehmend auf die drei Raumrichtungen x, y, und z beschrieben ist, – wobei das Scanmuster (140) ein makroskopisches Scanmuster (145) enthält, – wobei die z-Richtung parallel zu einer optischen Achse (120) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Startpunkt (2) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) im Gewebe des Patientenauges (310) – in einer Region einer minimalen Änderung des makroskopischen Scanmusters (145) in z-Richtung pro Zeiteinheit, oder – in einer Region, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters (145) parallel einer Richtung eines maximalen Versatzes in einer x-y-Ebene durch Bewegungen des Patientenauges (310) relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie verläuft, angeordnet ist, und/oder – das makroskopische Scanmuster (145) eine Überlappungsstruktur (5, 6, 8, 9) in einem Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder an einem Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) enthält.
Planungseinrichtung (700) nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Startpunkt (2) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) – in einer Region, in der die Fortschrittsrichtung des makroskopische Scanmusters parallel einer superior zu inferior verlaufenden Achse (330) des Patientenauges (310) verläuft oder – in einer Region einer minimalen oder maximalen z-Koordinate (z_min, z_max) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) angeordnet ist.
Planungseinrichtung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Scanmuster (140) zusätzlich Parameter der Laserstrahlung (110) zugeordnet sind.
Planungseinrichtung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlappungsstruktur (5, 6, 8, 9) – durch eine Vorversetzung des Startpunktes (2) und/oder eine Verlängerung des Endpunktes (3) des makroskopischen Scanmusters (145) über den eigentlichen Ort des Endpunktes hinaus und/oder – durch eine Verbreiterung der geschlossenen Struktur (1) im Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder am Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145), insbesondere durch eine Änderung einer Leistung der Laserstrahlung (110) oder durch eine Verringerung einer Geschwindigkeit der Änderung der Lage des Fokus (130), und/oder – durch eine Mäanderbildung (9) im Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder am Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145), und/oder – durch in die geschlossene Struktur (1) hineinweisende oder aus der geschlossenen Struktur (1) herausweisende hakenartige Bereiche (5, 6) im Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und am Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) kodiert ist.
Planungseinrichtung (700) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenartigen Bereiche (5, 6) in Abhängigkeit des maximal zu erwartenden Versatzes (u_max), insbesondere eines maximal zu erwartenden Versatzes in der x-y-Ebene, erzeugt sind, insbesondere dass die hakenartigen Bereiche (5, 6) durch Kreisbögen mit einem Radius u, der dem Betrag des maximal zu erwartenden Versatzes (u_max) im Überlappungsbereich (4, 7) entspricht, erzeugt sind.
Planungseinrichtung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Struktur (1) aus mindestens zwei nicht geschlossenen Teilstrukturen (1-1, 1-2) zusammengesetzt ist und mindestens zwei Überlappungsbereiche (4, 7) aufweist.
Planungseinrichtung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossenen Struktur durch Charakterisierungsdaten des Patientenauges (310), die durch eine Charakterisierungseinrichtung (600) ermittelt sind, bestimmt ist, bevorzugt durch eine Ermittlung von Strukturdaten des Patientenauges mittels optischer Kohärenztomographie (OCT), mittels Scheimpflugkamera mittels konfokaler Detektion oder mittels Ultraschall.
Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung umfassend – eine Einrichtung zur Erzeugung (100) einer Laserstrahlung, – eine Optik (200) zur Fokussierung der Laserstrahlung (110) in einem Fokus (130) in einem Bearbeitungsvolumen (300), – eine Einrichtung zur Veränderung der Lage (400) des Fokus (130) im Bearbeitungsvolumen (300), das mit drei Raumrichtungen x, y und z beschreibbar ist, – eine Steuereinrichtung (500) zur Steuerung der Lasertherapievorrichtung, die eine Planungseinrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Charakterisierungseinrichtung (600) zur Erzeugung von Charakterisierungsdaten des Patientenauges (310) umfasst, bevorzugt eine optische Kohärenztomographie(OCT)-Vorrichtung, ein konfokaler Detektor, eine Scheimpflugkamera oder eine Ultraschall-Vorrichtung.
Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung (100) einer Laserstrahlung, die eine gepulste Laserstrahlung, insbesondere eine Femtosekunden-Laserstrahlung, erzeugt, und die geschlossene Struktur (1) eine geschlossene Schnittfigur umfasst.
Planungseinrichtung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder ophthalmologische Lasertherapievorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine geschlossene Struktur (1) die einem Capsulotomie-Schnitt entspricht.
Verfahren zur Planung eines Scanmusters (140) einer geschlossenen Struktur (1) für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges (310) in einem Single-Path-Verfahren, wobei das Scanmuster (140) die zeitliche Änderung der Lage eines Fokus (130) einer Laserstrahlung (110) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung im Gewebe des Patientenauges (310) bezugnehmend auf die drei Raumrichtungen x, y, und z beschreibt, – wobei das Scanmuster (140) ein makroskopisches Scanmuster (145) enthält, und – das Scanmuster (140) aus einer Auswahltabelle (750) von Scanmustern ausgewählt oder durch einen Algorithmus erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Startpunkt (2) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) im Gewebe des Patientenauges (310) in einer Region festgelegt wird, in der ein Winkel zwischen einer Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters (145) und einer Richtung eines maximalen Versatzes (u_max) durch Bewegungen des Patientenauges (310) relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie minimal ist, und/oder – in einem Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder an einem Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) eine Überlappungsstruktur (5, 6, 8, 9) erzeugt wird.
Verfahren zur Planung eines Scanmusters (140) einer geschlossenen Struktur (1) für die Steuerung einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung dieser geschlossenen Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges (310) in einem Single-Path-Verfahren, wobei das Scanmuster (140) die zeitliche Änderung der Lage eines Fokus (130) einer Laserstrahlung (110) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung im Gewebe des Patientenauges (310) bezugnehmend auf die drei Raumrichtungen x, y, und z beschreibt, – wobei die z-Richtung parallel zu einer optischen Achse (120) verläuft, – wobei das Scanmuster (140) ein makroskopisches Scanmuster (145) enthält, und – das Scanmuster (140) aus einer Auswahltabelle (750) von Scanmustern ausgewählt oder durch einen Algorithmus erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Startpunkt (2) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) im Gewebe des Patientenauges (310) – in einer Region einer minimalen Änderung des makroskopischen Scanmusters (145) in z-Richtung pro Zeiteinheit, oder – in einer Region, in der eine Fortschrittsrichtung des makroskopischen Scanmusters (145) parallel einer Richtung eines maximalen Versatzes (u_max) in einer x-y-Ebene durch Bewegungen des Patientenauges (310) relativ zur ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung während einer ophthalmologischen Lasertherapie verläuft, festgelegt wird und/oder – in einem Überlappungsbereich (4, 7) am Startpunkt (2) und/oder an einem Endpunkt (3) des makroskopischen Scanmusters (145) der geschlossenen Struktur (1) eine Überlappungsstruktur (5, 6, 8, 9) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, in dem Charakterisierungsdaten des Patientenauges (310) erzeugt werden, und die Charakterisierungsdaten eines Patientenauges (310) manuell oder automatisiert berücksichtigt werden, um ein Scanmuster (140) aus einer Auswahltabelle (750) von Scanmustern auszuwählen oder ein Scanmuster (140) der geschlossenen Struktur (1) zu erstellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem eine Fixierung des Patientenauges (310) an eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung berücksichtigt wird.
Verfahren zur Erzeugung einer geschlossenen Struktur (1), in dem das Scanmuster (140) einer geschlossenen Struktur (1) mit einem Verfahren zur Planung eines Scanmusters (140) einer geschlossenen Struktur (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16 geplant wird, – das Scanmuster (140) der geschlossenen Struktur (1) an eine Steuereinrichtung (500) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung übertragen wird oder die Steuereinrichtung (500) auf eine Planungseinrichtung (700) zugreift, die das geplante Scanmuster (140) der geschlossenen Struktur (1) enthält, und – die Steuereinrichtung (500) die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung so steuert, dass ein Fokus (130) einer Laserstrahlung (110) die geschlossene Struktur (1) in einem Gewebe eines Patientenauges (310) erzeugt.