DE102019107182B4

DE102019107182B4 - Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers

Info

Publication number: DE102019107182B4
Application number: DE102019107182.8A
Authority: DE
Inventors: Samuel Arba Mosquera; Shwetabh Verma; Nico Triefenbach; Mario SHRAIKI
Original assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Current assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2021-12-23
Anticipated expiration: 2039-03-21
Also published as: US20200297537A1; US11590026B2; DE102019107182A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers (18) für die Abtrennung eines Volumenkörpers (12) mit einer vordefinierten posterioren Grenzfläche (14) und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche (16) aus einer menschlichen oder tierischen Kornea (32), umfassend:- Steuern des Lasers (18) mittels einer Steuereinrichtung (20) derart, dass dieser gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster in die Kornea abgibt, wobei die Grenzflächen (14, 16) des abzutrennenden Volumenkörpers (12) durch das vordefinierte Muster definiert sind und die Grenzflächen (14, 16) mittels einer Wechselwirkung der einzelnen Laserpulse mit der Kornea mittels Photodisruption erzeugt werden, wobei die Steuereinrichtung (20) den Laserstrahl (24) derart steuert, dass beide Grenzflächen (14, 16) mittels einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Abfolge der Laserpulse erzeugt werden, derart, dass die Steuereinrichtung (20) den Laserstrahl (24) derart steuert, dass in einem ersten Schritt die posteriore Grenzfläche (14) mittels einer von einem zentralen Bereich (28) des Auges ausgehenden und in einem vorbestimmten Randbereich (30) der Kornea (32) endenden Schnittführung des Laserstrahls (24) erzeugt wird, und dass in einem zweiten Schritt die anteriore Grenzfläche (16) mittels einer von dem vorbestimmten Randbereich (30) der Kornea (32) ausgehenden und in dem zentralen Bereich (28) des Auges endenden Schnittführung des Laserstrahls (24) erzeugt wird, wobei der Laserstrahl (24) in einer Übergangszone (34) zwischen der ersten und zweiten Grenzfläche (14, 16) im Randbereich (30) der Kornea (32) eine Änderung der Bewegungsrichtung ausführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit einer vordefinierten posterioren Grenzflächen und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche aus einer menschlichen oder tierischen Kornea. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Behandlungsvorrichtung mit mindestens einem augenchirurgischen Laser für die Abtrennung eines vordefinierten Hornhautvolumens mit vordefinierten Grenzflächen eines menschlichen oder tierischen Auges mittels Photodisruption und mindestens einer Steuereinrichtung für den oder die Laser sowie ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung eines photoablativen ophthalmologischen Lasers sind bekannt. So beschreibt die EP 1 628 606 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum präzisen Bearbeiten eines organischen Gewebes mittels eines Lasers, wobei ein gepulster Laser und eine Strahlfokusierungseinrichtung so ausgebildet sind, dass die Laserstrahlpulse in einem innerhalb des organischen Materials gelegenen Fokus eine Photodisruption bewirken. Nachteilig an diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist jedoch, dass bei den bekannten photodisruptiven Verfahren und Vorrichtungen die posterioren und anterioren Grenzflächen des abzutrennenden Volumenkörpers immer zeitlich versetzt beziehungsweise zeitlich unterbrochen abgetrennt und erzeugt werden. Insbesondere wird zunächst die weiter von der Hornhautoberfläche beabstandete posteriore Grenzfläche mit dem Laserstrahl abgefahren. Nach Fertigstellung der posterioren Grenzfläche wird der Laser abgeschaltet und es erfolgt eine Verschiebung, insbesondere eine horizontale Verschiebung des Laserfokus in Richtung der noch herzustellenden anterioren Grenzfläche. Nach dem Erreichen und dem Einstellen des Laserfokus auf die anteriore Grenzfläche wird der Laser wieder in Betrieb genommen und die anteriore Grenzfläche mit dem neu fokussierten Laserstrahl abgefahren. Ein derartiges Verfahren resultiert aber in relativ lange dauernden Behandlungszeiten, die sich negativ auf den Patienten auswirken können.
In der US 2013 / 281 992 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen eines Volumenkörpers innerhalb der Kornea beschrieben. Dabei werden die Grenzflächen des Volumenkörpers mithilfe von Laserstrahlpulsen und Photodisruption erzeugt. Die DE 103 34 108 A1 stellt ein Verfahren vor zur Abtrennung eines Volumenkörpers innerhalb der Hornhaut des Auges mittels gepulster Laserstrahlung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Behandlungsvorrichtung zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea bereitzustellen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein gattungsgemäßes Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, eine gattungsgemäße Behandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie ein Computerprogramm gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens als vorteilhafte Ausgestaltungen der Behandlungsvorrichtung, des Computerprogramms und des computerlesbaren Mediums und umgekehrt anzusehen sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit einer vordefinierten posterioren Grenzfläche und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, umfassend ein Steuern des Lasers mittels einer Steuereinrichtung derart, dass dieser gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster in die Kornea/Hornhaut abgibt, wobei die Grenzflächen des abzutrennenden Volumenkörpers durch das vordefinierte Muster definiert sind und die Grenzflächen mittels einer Wechselwirkung der einzelnen Laserpulse mit der Kornea mittels Photodisruption erzeugt werden. Dabei steuert die Steuereinrichtung den Laserstrahl derart, dass beide Grenzflächen mittels einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Abfolge der Laserpulse erzeugt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die posterioren und anterioren Grenzflächen des abzutrennenden Volumenkörpers in einem Verfahrensschritt zu erzeugen. Dadurch kann die Behandlungsdauer deutlich verkürzt werden, da keine Abschaltung des Lasers und eine erneute Fokussierung des Laserstrahls notwendig ist.
Dabei kann die Steuereinrichtung den Laserstrahl derart steuern, dass in einem ersten Schritt die posteriore Grenzfläche mittels einer von einem zentralen Bereich des Auges ausgehenden und in einem vorbestimmten Randbereich der Kornea endenden Schnittführung des Laserstrahls erzeugt wird. Zudem kann die Steuereinrichtung den Laserstrahl derart steuern, dass in einem zweiten Schritt die anteriore Grenzfläche mittels einer von dem vorbestimmten Randbereich der Kornea ausgehenden und in dem zentralen Bereich des Auges endenden Schnittführung des Laserstrahls erzeugt wird, wobei der Laserstrahl in einer Übergangszone zwischen der ersten und zweiten Grenzfläche im Randbereich der Kornea eine Änderung der Bewegungsrichtung ausführt. Durch die Änderung der Bewegungsrichtung des Lasers beziehungsweise Laserstrahls ist es vorteilhafterweise möglich, die Grenzflächen des abzutrennenden Volumenkörpers in „einem Schnitt“ zu erzeugen. Die Behandlungsdauer wird so erheblich verkürzt. Zudem ist gewährleistet, dass immer eine Verbindung zwischen der posterioren und der anterioren Grenzfläche ausgebildet ist, so dass die Herausnahme des Volumenkörpers ohne Probleme möglich ist. Mögliche „Gewebebrücken“ zwischen den Grenzflächen werden zuverlässig verhindert.
Dabei kann der Laser derart gesteuert werden, dass mindestens ein Schnitt oder mindestens eine Öffnung in einem vordefinierten Winkel und mit einer vordefinierten Geometrie in der Hornhaut erzeugt wird, wobei der Schnitt oder die Öffnung eine Grenzfläche des Volumenkörpers schneidet und bis zu einer Oberfläche der Kornea ausgebildet ist, sodass der Volumenkörper über den Schnitt oder die Öffnung aus der Kornea entfernbar ist. Der Volumenkörper kann dabei lentikelartig ausgebildet sein, wodurch ein einfaches Entfernen über den genannten Schnitt oder die genannte Öffnung möglich ist. Dadurch, dass der abzutrennende Volumenkörper lediglich durch die Grenzflächen beschrieben und definiert ist und diese andererseits mittels Photodisruption erzeugt werden, kann auf einen vollflächigen beziehungsweise vollvolumigen Abtrag des Volumenkörpers verzichtet werden. Es werden lediglich die Grenzflächen mittels Photodisruption erzeugt, sodass anschließend der vordefinierte Volumenkörper aus der Kornea entnommen werden kann.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Laser derart gesteuert, dass das vordefinierte Muster zumindest teilweise kreis- und/oder spiralförmig abgetragen wird. Dabei kann der Start der Photodisruption durch die einzelnen Laserpulse im Zentrum der jeweiligen Grenzfläche oder auch am Rand der jeweiligen Grenzfläche erfolgen. So kann der Laserstrahl derart gesteuert werden, dass die einzelnen Laserpulse in der posterioren Grenzfläche in einer von innen nach außen führenden Spirale geführt werden und die einzelnen Laserpulse in der anterioren Grenzfläche, ausgehend von der Überganszone, in einer von außen nach innen führenden Spirale geführt werden. Eine derartige Schnittführung beziehungsweise Führung des Laserstrahls ist schnell und präzise durchführbar.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das vordefinierte Muster anhand eines oder mehrerer Steuerdatensätze definiert, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea umfassen. Die Ermittlung der Steuerdatensätze ist bekannt und ergibt sich insbesondere aus der topografischen und/oder pachymetrischen Vermessung der zu behandelnden Kornea sowie der Art der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit. Insbesondere werden die Steuerdatensätze zumindest durch ein Bereitstellen von topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten der unbehandelten Kornea und ein Bereitstellen von topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten des zu entfernenden Volumenkörpers innerhalb der Kornea, erzeugt. Dabei ist der abzutrennende Volumenkörper derart ausgebildet, dass durch die Entfernung des Volumenkörpers zudem eine refraktive Korrektur des Auges erfolgt. Bei den genannten Fehlsichtigkeiten des Auges kann es sich um Myopie, Hyperopie, Presbyopie, Astigmatismus oder auch andere Fehlsichtigkeiten des Auges handeln. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der krankhaft veränderte Bereich innerhalb der Kornea eine Trübung und/oder eine Narbe ist.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zumindest die posteriore Grenzfläche zumindest teilweise gerade und/oder gekrümmt und/oder wellenartig und/oder gezackt und/oder glatt ausgebildet. Auch andere topografische Ausgestaltungen der posterioren Grenzfläche sind denkbar.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass der Laser Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 900 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abgibt.
Derartige Laser werden bereits für photodisruptive Verfahren in der Augenchirurgie verwendet. So beschreibt beispielsweise die EP 2 211 803 B1 einen entsprechenden Femtosekundenlaser, der zur Herstellung eines so genannten Lentikels, das heißt eines linsenartigen Volumenkörpers, innerhalb der Kornea verwendet wird. Das so hergestellte Lentikel wird anschließend über einen Schnitt in der Kornea aus dieser entnommen. Die Verwendung von photodisruptiven Lasern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist zudem den Vorteil auf, dass die Bestrahlung der Kornea nicht in einem Wellenlängenbereich unter 300 nm erfolgen muss. Dieser Bereich wird in der Lasertechnik unter dem Begriff „tiefes Ultraviolett“ subsumiert. Dadurch wird vorteilhafterweise vermieden, dass durch diese sehr kurzwelligen und energiereichen Strahlen eine unbeabsichtigte Schädigung der Kornea erfolgt. Photodisruptive Laser der hier verwendeten Art bringen üblicherweise gepulste Laserstrahlung mit einer Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns in das Korneagewebe ein. Dadurch kann die für den optischen Durchbruch notwendige Leistungsdichte des jeweiligen Laserpulses räumlich eng begrenzt werden, so dass eine hohe Schnittgenauigkeit bei der Erzeugung der Grenzflächen gewährleistet ist.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Oberfläche der Kornea eine natürliche Oberfläche des Auges oder eine mittels Abtragen oder Verschieben einer obersten Hornhautschicht und/oder mittels Herstellung einer Hornhautklappe künstlich erzeugte Oberfläche des Auges. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren für eine Vielzahl von phototherapeutischen Verfahren verwendbar.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung mit mindestens einem augenchirurgischen Laser für die Abtrennung eines vordefinierten Hornhautvolumens mit vordefinierten Grenzflächen eines menschlichen oder tierischen Auges mittels Photodisruption und mindestens einer Steuereinrichtung für den oder die Laser, die ausgebildet ist, die Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen. Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung ermöglicht es, dass die bei der Verwendung üblicher ablativer Behandlungsvorrichtungen auftretenden Nachteile, insbesondere relativ lange Behandlungszeiten, zuverlässig vermieden werden.
Dabei ist der Laser geeignet, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 900 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abzugeben.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung umfasst die Steuereinrichtung mindestens eine Speichereinrichtung zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Hornhaut/Kornea umfassen; und mindestens eine Strahleneinrichtung zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls des Lasers aufweist. Die genannten Steuerdatensätze werden dabei üblicherweise anhand einer gemessenen Topografie und/oder Pachymetrie und/oder Morphologie der zu behandelnden Kornea und der Art der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit, erzeugt.
Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweils anderen Erfindungsaspekts anzusehen sind.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt die Verfahrensschritte gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ausführt. Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gemäß dem dritten Erfindungsaspekt gespeichert ist. Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten und zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweils anderen Erfindungsaspekts anzusehen sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Dabei zeigt

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung; und
2 eine Prinzipdarstellung der Erzeugung eines abzutrennenden Volumenkörpers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung 10 mit einem augenchirurgischen Laser 18 für die Abtrennung eines vordefinierten Hornhautvolumens beziehungsweise Volumenkörpers 12 mit jeweils einer vordefinierten posterioren und anterioren Grenzfläche 14, 16 einer Hornhaut/Kornea 32 eines menschlichen oder tierischen Auges mittels Photodisruption. Man erkennt, dass neben dem Laser 18 eine Steuereinrichtung 20 für den Laser 18 ausgebildet ist, sodass dieser gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster in die Hornhaut abgibt, wobei die Grenzflächen 14, 16 des abzutrennenden Volumenkörpers 12 durch das vordefinierte Muster mittels Photodisruption erzeugt werden. Die Grenzflächen 14, 16 bilden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen lentikelartigen Volumenkörper 12 aus, wobei die Ausgestaltung und Position des Volumenkörpers 12 derart gewählt ist, dass es nach der Herausnahme des Volumenkörpers 12 aus der Kornea 32 zu einer gewünschten refraktiven Veränderung zur Behebung einer Fehlsichtigkeit kommt. Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass der durch den Laser 18 erzeugte Laserstrahl 24 mittels einer Strahleinrichtung 22, nämlich einer Strahlablenkungsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Scanner, in Richtung einer Oberfläche 26 der Hornhaut abgelenkt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Oberfläche 26 durch ein Anlegen des Auges an eine zumindest in zentralen Bereichen transparente, d.h. lichtdurchlässige Anlageplatte eines sogenannten Patienteninterfaces (nicht dargestellt) geformt. Mit Hilfe des Pateienteninterfaces erfolgt die Ankopplung des Auges an den Laser 18 beziehungsweise die Behandlungsvorrichtung 10. Die Strahlablenkvorrichtung 22 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 20 gesteuert um das genannte vordefinierte Muster in der Hornhaut 32 zu erzeugen. Des Weiteren erkennt man, dass eine Übergangszone 34 ausgebildet ist, welche die Grenzflächen 14, 16 miteinander verbindet, so dass keine Gewebebrücken in diesem Zwischenbereich entstehen können, die eine mögliche Abtrennung des Volumenkörpers 12 aus der Kornea 32 erschweren beziehungsweise sogar verhindern.
Bei dem dargestellten Laser 18 handelt es sich um einen photodisruptiven Laser der ausgebildet ist, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 900 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abzugeben.
Die Steuereinrichtung 20 weist zudem eine Speichereinrichtung (nicht dargestellt) zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz auf, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Hornhaut umfassen. Die Positionsdaten und/oder Fokussierungsdaten der einzelnen Laserpulse werden anhand einer zuvor gemessenen Topografie und/oder Pachymetrie und//oder der Morphologie der Hornhaut 32 und der gewünschten refraktiven Korrektur erzeugt.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung der Erzeugung des abzutrennenden Volumenkörpers 12 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens. Man erkennt, dass mittels des gepulsten Laserstrahls 24, der über die Strahlablenkvorrichtung 22 in Richtung der Hornhaut beziehungsweise in Richtung der Oberfläche 26 der Hornhaut gelenkt wird, die Grenzflächen 14, 16 erzeugt werden. Die posteriore und die anteriore Grenzfläche 14, 16 bilden dabei insgesamt einen lentikelartigen Volumenkörper 12 aus. Des Weiteren erzeugt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Laser 18 einen weiteren Schnitt 36, der in einem vordefinierten Winkel und mit einer vordefinierten Geometrie den Volumenkörper 12 schneidet und bis zu der Oberfläche 26 der Hornhaut ausgebildet ist. Der durch die Grenzflächen 14, 16 definierte Volumenkörper 12 kann dann über den Schnitt 34 aus der Hornhaut 32 entfernt werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist erkennbar, dass die Grenzflächen 14, 16 mittels einer Wechselwirkung der einzelnen Laserpulse mit der Kornea 32 mittels Photodisruption erzeugt werden. Dabei wird der Laserstrahl 24 derart gesteuert, dass beide Grenzflächen 14, 16 mittels einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Abfolge der Laserpulse erzeugt werden. Dies soll durch die Bewegungspfeile 38 verdeutlicht werden, die die Führung des Laserstrahls 24 entlang der Grenzflächen 14, 16 schematisch darstellen sollen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Laserstrahl 24 durch die Steuereinrichtung 20 (vergleiche 1) derart gesteuert, dass in einem ersten Schritt die posteriore Grenzfläche 14 mittels einer von einem zentralen Bereich 28 des Auges ausgehenden und in einem vorbestimmten Randbereich 30 der Kornea 32 endenden Schnittführung des Laserstrahls 24 erzeugt wird. Ausgehend von dem zentralen Bereich 28 wird der Laserstrahl dabei spiralförmig in Richtung der Randbereiche 30 bis in die Übergangszone 34, das heißt von innen nach außen, geführt. Dies soll durch die entsprechenden Richtungspfeile 38 schematisch dargestellt werden. Des Weiteren ist durch die Bezeichnung „1-ON“ dargestellt, dass der Laser 18 (vergleiche 1) aktiviert ist und den Laserstrahl 24 erzeugt.
Des Weiteren erkennt man, dass der Laserstrahl 24 derart gesteuert wird, dass in einem zweiten Schritt die anteriore Grenzfläche 16 mittels einer von dem vorbestimmten Randbereich 30 in der Übergangszone 34 der Kornea 32 ausgehenden und in den zentralen Bereich 28 des Auge endenden Schnittführung des Laserstrahls 24 erzeugt wird. Dabei führt der Laserstrahl 24 in der Übergangszone 34 zwischen der ersten und zweiten Grenzfläche 14, 16 im Randbereich 30 der Kornea 32 eine Änderung der Bewegungsrichtung aus. Dies ist wiederum mit entsprechenden Bewegungspfeilen 38 dargestellt, wobei zudem durch das Bezugszeichen „2-ON“ dargestellt ist, dass der Laser 18 weiterhin in Betrieb ist und die im vorhergehenden erwähnte kontinuierliche, ununterbrochene Abfolge der Laserpulse zur Erzeugung der beiden Grenzflächen 14, 16 erzeugt. Der Laserstrahl 24 wird wiederum spiralförmig geführt, wobei die Grenzfläche 16 durch eine spiralförmigen Führung von außen, das heißt dem Randbereich 30 nach innen, das heißt den zentralen Bereich 28 des Auges, erzeugt wird. Nach der Fertigstellung der anterioren Grenzfläche 16 erfolgt dann eine Abschaltung des Lasers 18 (siehe Bezugszeichen „3-OFF“) und eine Neufokussierung des Laserstrahls 18 im Randbereich 30 der Kornea 32. Nach Abschluss dieser Neufokussierung wird mittels des Laserstrahls 24 ein Schnitt 36 in der Kornea erzeugt, wobei der Schnitt 36 eine Grenzfläche 14, 16 des Volumenkörpers 12 schneidet und bis zu der Oberfläche 26 der Hornhaut/Kornea ausgebildet ist, sodass der Volumenkörper 12 über den Schnitt 36 aus der Kornea 32 entfernbar ist. Das erneute Aktivieren des Lasers 18 und die Bewegungsrichtung des Laserstrahls 24 wird mit dem Richtungspfeil „4-ON“ dargestellt. Des Weiteren wird deutlich, dass durch die Ausbildung der Übergangszone 34 die Grenzflächen 14, 16 immer miteinander in Verbindung stehen, das heißt es entstehen keine Gewebebrücken, die eine mögliche Abtrennung des Volumenkörpers 12 aus der Kornea 32 erschweren beziehungsweise sogar verhindern können.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers (18) für die Abtrennung eines Volumenkörpers (12) mit einer vordefinierten posterioren Grenzfläche (14) und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche (16) aus einer menschlichen oder tierischen Kornea (32), umfassend: - Steuern des Lasers (18) mittels einer Steuereinrichtung (20) derart, dass dieser gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster in die Kornea abgibt, wobei die Grenzflächen (14, 16) des abzutrennenden Volumenkörpers (12) durch das vordefinierte Muster definiert sind und die Grenzflächen (14, 16) mittels einer Wechselwirkung der einzelnen Laserpulse mit der Kornea mittels Photodisruption erzeugt werden, wobei die Steuereinrichtung (20) den Laserstrahl (24) derart steuert, dass beide Grenzflächen (14, 16) mittels einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Abfolge der Laserpulse erzeugt werden, derart, dass die Steuereinrichtung (20) den Laserstrahl (24) derart steuert, dass in einem ersten Schritt die posteriore Grenzfläche (14) mittels einer von einem zentralen Bereich (28) des Auges ausgehenden und in einem vorbestimmten Randbereich (30) der Kornea (32) endenden Schnittführung des Laserstrahls (24) erzeugt wird, und dass in einem zweiten Schritt die anteriore Grenzfläche (16) mittels einer von dem vorbestimmten Randbereich (30) der Kornea (32) ausgehenden und in dem zentralen Bereich (28) des Auges endenden Schnittführung des Laserstrahls (24) erzeugt wird, wobei der Laserstrahl (24) in einer Übergangszone (34) zwischen der ersten und zweiten Grenzfläche (14, 16) im Randbereich (30) der Kornea (32) eine Änderung der Bewegungsrichtung ausführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenkörper (12) lentikelartig ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (18) derart gesteuert wird, dass mindestens ein Schnitt (36) oder mindestens eine Öffnung in einem vordefinierten Winkel und mit einer vordefinierten Geometrie in der Hornhaut erzeugt wird, wobei der Schnitt (36) oder die Öffnung eine Grenzfläche (14, 16) des Volumenkörpers (12) schneidet und bis zu einer Oberfläche (26) der Hornhaut ausgebildet ist, so dass der Volumenkörper (12) über den Schnitt (36) oder die Öffnung aus der Kornea (32) entfernbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (24) derart gesteuert wird, dass er entlang beziehungsweise über das vordefinierte Muster zumindest teilweise kreis- und/oder spiralförmig geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (24) derart gesteuert wird, dass die einzelnen Laserpulse in der posterioren Grenzfläche (14) in einer von innen nach außen führenden Spirale geführt werden und die einzelnen Laserpulse in der anterioren Grenzfläche (16), ausgehend von der Überganszone (34), in einer von außen nach innen führenden Spirale geführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vordefinierte Muster anhand eines oder mehrerer Steuerdatensätze definiert ist, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea (32) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdatensätze zumindest durch ein Bereitstellen von topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten der unbehandelten Kornea (32) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abzutrennende Volumenkörper (12) des Weiteren derart ausgebildet ist, dass durch die Entfernung des Volumenkörpers (12) zudem eine Korrektur einer Fehlsichtigkeit des Auges erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die posteriore Grenzfläche (14) zumindest teilweise gerade und/oder gekrümmt und/oder wellenartig und/oder gezackt und/oder glatt ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass der Laser (18) Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 900 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (26) der Kornea (32) eine natürliche Oberfläche des Auges oder eine mittels Abtragen oder Verschieben einer obersten Hornhautschicht und/oder mittels Herstellung einer Hornhautklappe künstlich erzeugte Oberfläche des Auges ist.
Behandlungsvorrichtung (10) mit mindestens einem augenchirurgischen Laser (18) für die Abtrennung eines Hornhautvolumens (12) mit vordefinierten Grenzflächen (14, 16) eines menschlichen oder tierischen Auges mittels Photodisruption und mindestens einer Steuereinrichtung (20) für den oder die Laser (18), die ausgebildet ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (18) geeignet ist Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 900 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abzugeben.
Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) - mindestens eine Speichereinrichtung zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz aufweist, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Hornhaut (32) umfassen; und - mindestens eine Strahleinrichtung (22) zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls (24) des Lasers (18) umfasst.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt.
Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.