DE102019133431B3

DE102019133431B3 - Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position einer Patientenschnittstelle eines augenchirurgischen Lasers auf Basis eines Purkinje-Bilds

Info

Publication number: DE102019133431B3
Application number: DE102019133431.4A
Authority: DE
Inventors: Nico Triefenbach; Mario SHRAIKI; Samuel Arba-Mosquera
Original assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Current assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2039-12-07
Also published as: CN112914822A; US20210169691A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position einer Patientenschnittstelle (2) eines augenchirurgischen Lasers (18) für ein Auge (3) relativ zu einer optischen Achse (4) eines Laserstrahls (24) der Behandlungsvorrichtung (10), wobei die Patientenschnittstelle (2) zum Andocken an dem Auge (3) ausgebildet ist, umfassend die Schritte:- Bestimmen einer Soll-Position der Patientenschnittstelle (2) relativ zu der optischen Achse (4);- Positionieren der Patientenschnittstelle (4) in einem vorgegebenen Bereich vor der optischen Achse (4);- Beleuchten der Patientenschnittstelle (2) mittels einer Beleuchtungseinrichtung (7);- Erfassen eines Purkinje-Bilds (8), welches der Patientenschnittstelle (2) zugeordnet ist, mittels der optischen Erfassungseinrichtung (9);- Vergleichen des erfassten Purkinje-Bilds (8) mit der optischen Achse (4) und in Abhängigkeit davon Bestimmen der aktuellen Position der Patientenschnittstelle (2); und- Vergleichen der aktuellen Position mit der Soll-Position und bei einer Abweichung Ausgabe eines Steuersignals an eine Steuereinrichtung (20) der Behandlungsvorrichtung (10).Ferner betrifft die Erfindung eine Behandlungsvorrichtung (1), ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position einer Patientenschnittstelle eines augenchirurgischen Lasers einer Behandlungsvorrichtung für ein Auge eines Patienten relativ zu einer optischen Achse eines Laserstrahls des Lasers in einer Neutralstellung einer Strahlablenkeinrichtung der Behandlungsvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Behandlungsvorrichtung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
Trübungen und Narben innerhalb der Hornhaut (Kornea), die durch Entzündungen, Verletzungen oder angeborene Erkrankungen entstehen können, beeinträchtigen das Sehvermögen. Insbesondere für den Fall, dass diese krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereiche der Hornhaut in der Sehachse des Auges liegen, wird eine klare Sicht erheblich gestört. Hierzu sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Laserverfahren mittels entsprechenden Behandlungsvorrichtungen gegeben, welche einen Volumenkörper aus der Hornhaut abtrennen können und so die Sicht für einen Patienten verbessern können. Es handelt sich bei diesen Laserverfahren insbesondere um einen invasiven Eingriff, so dass es für den Patienten von besonderem Vorteil ist, wenn der Eingriff in einer möglichst kurzen Zeit und in einem besonders effizientem Maße durchgeführt wird. Insbesondere soll dabei der Volumenkörper lediglich den veränderten Bereich der Hornhaut umfassen. Es ist daher ausgehend vom Stand der Technik besonders wichtig eine genaue Positionsbestimmung der an dem Eingriff genutzten Einrichtungen der Behandlungsvorrichtung durchführen zu können.
Die US 2009/0163898 A1 offenbart Methoden und Systeme zur Bestimmung oder Messung der objektiven Augenausrichtung in einem externen Koordinatensystem, um eine Referenzachse zu definieren. Zusätzliche Ausgestaltungen bieten ein Verfahren und ein System zur Ausrichtung einer objektiv bestimmten Referenzachse des Auges in einer ausgewählten Beziehung zu einer therapeutischen Achse eines ophthalmischen therapeutischen Apparates und/oder einer diagnostischen Achse eines ophthalmischen diagnostischen Apparates. Ausführungsformen stellen eine Methode und ein System zur Planung eines ophthalmischen Behandlungsverfahrens bereit, das auf der objektiven Ausrichtung des Auges in einem externen Koordinatensystem basiert, um so eine Referenzachse eines zu behandelnden Auges zu definieren. Die Referenzachse kann verwendet werden, um eine therapeutische Energiekomponente zu positionieren, zum Beispiel zur Behandlung von Gewebe auf der Netzhaut, wie zum Beispiel der Makula.
Die US 2004/0143246 A1 beschreibt ein Gerät für die Hornhautchirurgie, das in der Lage ist, einen Laserstrahl an einer gewünschten Position auf einer Hornhaut zu bestrahlen. Die Vorrichtung hat ein optisches System zum Bestrahlen einer Hornhaut mit einem Laserstrahl, eine Einheit, die eine Bestrahlungsposition des Strahls relativ zu einem Auge bewegt, eine Einheit mit einem Element zum Aufnehmen eines Bildes eines vorderen Segments, die ein Bildsignal von dem Element verarbeitet, um einen charakteristischen Punkt in dem Bild zu erfassen, eine Einheit, die Positionsinformationen über den charakteristischen Punkt speichert, wenn sich das Auge in einem vorbestimmten Referenzzustand befindet, eine Einheit, die den Duktion-Zustand des Auges auf der Grundlage von Positionsinformationen über den charakteristischen Punkt erfasst, wenn sich das Auge in einem Operationszustand befindet, und die gespeichert werden, und eine Einheit, die die sich bewegende Einheit auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Duktion-Erfassungseinheit steuert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Behandlungsvorrichtung zu schaffen, mittels welchen verbessert eine aktuelle Position einer Patientenschnittstelle der Behandlungsvorrichtung erfasst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Behandlungsvorrichtung, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. 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 Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position einer Patientenschnittstelle eines augenchirurgischen Lasers einer Behandlungsvorrichtung für ein Auge eines Patienten relativ zu einer optischen Achse eines Laserstrahls des Lasers in einer Neutralstellung einer Strahlablenkeinrichtung der Behandlungsvorrichtung. Es wird ein Bestimmen einer Soll-Position der Patientenschnittstelle relativ zu der optischen Achse durchgeführt. Die Patientenschnittstelle wird in einem vorgegebenen Bereich vor der optischen Achse positioniert. Die Patientenschnittstelle wird mittels einer Beleuchtungseinrichtung der Behandlungsvorrichtung beleuchtet. Es erfolgt ein Erfassen eines Purkinje-Bilds, welches der Patientenschnittstelle zugeordnet ist, mittels einer optischen Erfassungseinrichtung der Behandlungsvorrichtung. Das erfasste Purkinje-Bild wird mit der optischen Achse verglichen und in Abhängigkeit davon wird die aktuelle Position der Patientenschnittstelle bestimmt. Es erfolgt ein Vergleichen der aktuellen Position mit der Soll-Position, und bei einer Abweichung der aktuellen Position von der Soll-Position wird ein Steuersignal an eine Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung ausgegeben.
Es kann somit verbessert die aktuelle Position einer Patientenschnittstelle gegenüber der optischen Achse der Behandlungsvorrichtung, insbesondere gegenüber des Laserstrahls, bestimmt werden.
Insbesondere nutzt das erfindungsgemäße Verfahren dazu, dass die Patientenschnittstelle, welche auch als Kontaktelement bezeichnet werden kann, gekrümmt ist, jedoch zum Beispiel flacher ausgebildet ist als eine menschliche Kornea. Aufgrund der Krümmung entsteht bei der Beleuchtung ein sogenanntes Purkinje-Bild. Das Purkinje-Bild wiederum ist der Patientenschnittstelle zugeordnet. Insbesondere kann eine bestimmte Position des Purkinje-Bilds im erfassten Bild zum Vergleich genutzt werden. Auf Basis des Purkinje-Bilds, welches der Patientenschnittstelle zugeordnet ist, kann somit eine Position der Patientenschnittstelle relativ zur optischen Achse bestimmt werden. Insbesondere ist bereits vorher die Soll-Position der Patientenschnittstelle relativ zu der optischen Achse bestimmt worden. Auf Basis des Vergleichs der bestimmten Position auf Basis des Purkinje-Bilds mit der Soll-Position der Patientenschnittstelle kann somit eine Abweichung bestimmt werden. Insbesondere kann dann in Abhängigkeit von der Abweichung ein entsprechendes Steuersignal an einer Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung ausgegeben werden. Insbesondere kann erfindungsgemäß auf Basis des Purkinje-Bilds die Position der Patientenschnittstelle bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Dezentrierung, aber auch eine Verkippung, der Patientenschnittstelle gegenüber der optischen Achse bestimmt werden. Somit kann eine Fehlerquelle bestimmt werden, wodurch beispielsweise eine Dezentrierung zur optischen Achse auf Basis eines entsprechenden Steuersignals kompensiert werden kann.
Die Strahlablenkeinrichtung weist insbesondere eine Neutralstellung auf. Die Strahlablenkeinrichtung kann beispielsweise zwei Spiegel zum Ablenken des Laserstrahls aufweisen. Die Neutralstellung ist dann bei einer sogenannten 0/0-Stellung der Spiegel zueinander gegeben. Bei einer Rotation der Spiegel erfährt der auftreffende Laserstrahl eine Ablenkung und kann so beispielsweise auf der Kornea positioniert werden. Die Strahlablenkeinrichtung weist somit eine Rotationsachse auf, um welche der auftreffende Laserstrahl in Abhängigkeit der Spiegelpositionen rotiert werden kann. Die optische Achse beschreibt insbesondere die Position des Laserstrahls in der Neutralstellung der Strahlablenkeinrichtung, welche auch als Scanner bezeichnet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als Purkinje-Bild ein Purkinje-Reflex erster Ordnung oder zweiter Ordnung erfasst. Insbesondere wird ein Purkinje-Bild des Purkinje-Reflexes erster Ordnung erfasst. Dadurch ist es ermöglicht, dass beispielsweise ein automatisches Patientenschnittstellen-Tracking mittels der Behandlungsvorrichtung durchgeführt werden kann, da insbesondere der Purkinje-Reflex erster Ordnung sehr gut optisch mittels der Erfassungseinrichtung erfassbar ist. Es ist somit kein manueller Eingriff durch einen Nutzer, beispielsweise einen Optiker, notwendig, um eine entsprechende Positionskorrektur durchführen zu können.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einer festgestellten Abweichung ein Steuersignal derart erzeugt wird, dass eine Positionskorrektur der Patientenschnittstelle oder der optischen Achse durchgeführt wird. Mit anderen Worten, sollte die bestimmte aktuelle Position von der Soll-Position abweichen, so kann entweder die Patientenschnittstelle positioniert werden, um von der aktuellen Position zu der Soll-Position zu gelangen, oder es kann die optische Achse, beispielsweise eine Verschiebung der Strahlablenkeinrichtung, korrigiert werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass auch bei einer festgestellten Abweichung dennoch zuverlässig eine Behandlung des Patienten durchgeführt werden kann.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn nach einer festgestellten Abweichung unterhalb eines vorgegebenen Abweichungsschwellwerts ein Steuersignal derart erzeugt wird, dass ein Andockvorgang der Patientenschnittstelle an dem Auge durchgeführt wird. Sollte beispielsweise eine Abweichung festgestellt werden, diese jedoch gering sein, so kann nach dem Bestimmen der Position dennoch ein Andockvorgang an dem Auge durchgeführt werden. Dadurch kann die Behandlungszeit reduziert werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Patientenschnittstelle mittels eines Beleuchtungsrings oder Beleuchtungspunkts oder mittels eines Beleuchtungshalbrings oder mittels Beleuchtungssektoren der Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung des Purkinje-Bilds beleuchtet wird. Insbesondere ist es durch die unterschiedlichen Ausgestaltungsformen ermöglicht, dass zuverlässig das Purkinje-Bild erfasst werden kann. Insbesondere kann zuverlässig der Purkinje-Reflex erzeugt werden. Durch die Ausgestaltungsform des Beleuchtungsrings, des Beleuchtungspunkts oder Beleuchtungshalbrings oder mittels Beleuchtungssektoren können ebenfalls beispielsweise Torsionen erkannt werden, da neben der Beleuchtung auch relative Positionsveränderungen der Beleuchtungseinrichtung zum Purkinje-Bild erfasst werden können. Dadurch ist es möglich, dass mittels unterschiedlicher Beleuchtungseinrichtungen das Purkinje-Bild erfasst werden kann.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass mittels einer Infrarotbeleuchtungseinrichtung die Patientenschnittstelle mit Infrarotlicht beleuchtet und die optische Erfassungseinrichtung dazu ausgelegt wird, dass ein an der Patientenschnittstelle zumindest bereichsweise reflektiertes Infrarotlicht erfasst wird. Insbesondere handelt es sich bei dem Infrarotlicht um ein Licht, welches von dem Patienten nicht wahrnehmbar ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass zuverlässig die Position der Patientenschnittstelle bei einem Annäherungsvorgang erfasst werden kann und dennoch der Patient nicht unnötig beeinträchtigt ist.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Patientenschnittstelle elektrisch isoliert und/oder steril ausgelegt wird. Insbesondere ist es dadurch verhindert, dass beispielsweise bei einem Andockvorgang der Patientenschnittstelle an dem Auge eine elektrische Spannung auf das Auge übergeht. Ferner kann verhindert werden, wenn die Patientenschnittstelle steril ausgebildet ist, dass keine Keime von der Patientenschnittstelle auf das Auge übertragen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als Steuersignal bei einer Abweichung oberhalb von einem vorgegebenen Abweichungsschwellwert die Patientenschnittstelle neu positioniert. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, sollte die Abweichung entsprechend hoch sein, dass dann ein Andockvorgang zwischen der Patientenschnittstelle und dem Auge nicht durchgeführt wird, sondern dass die Patientenschnittstelle neu positioniert und neu an das Auge herangefahren wird.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn bei einer Abweichung oberhalb von einem vorgegebenen Abweichungsschwellwert eine Positionsveränderung des augenchirurgischen Lasers, insbesondere des Laserstrahls, durchgeführt wird. Sollte beispielsweise die Abweichung entsprechend hoch sein, so kann der augenchirurgische Laser neu positioniert werden. Beispielsweise kann eine Verschiebung der Strahlablenkeinrichtung durchgeführt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass auch bei einer Abweichung dennoch zuverlässig die Behandlung am Patienten durchgeführt werden kann.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels einer an der Patientenschnittstelle angeordneten Erfassungseinrichtung das Purkinje-Bild erfasst wird. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinrichtung an der Patientenschnittstelle angeordnet sein. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Erfassungseinrichtung gleichzeitig und insbesondere zuverlässig mit der Patientenschnittstelle verfahren werden kann, wodurch zuverlässig das Purkinje-Bild während der Behandlung erfasst werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung mit zumindest einem augenchirurgischen Laser für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen eines menschlichen oder tierischen Auges beispielsweise mittels Photodisruption und mit zumindest einer Steuereinrichtung für den oder die Laser, die ausgebildet ist, die Schritte des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt auszuführen.
Dabei ist der Laser geeignet, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1.400 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 1.200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10kHz, vorzugsweise zwischen 100 kHz und 100 MHz, abzugeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Behandlungsvorrichtung weist die Behandlungsvorrichtung eine Speichereinrichtung zur zumindest temporären Speicherung von zumindest einem Steuerdatensatz auf, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea umfassen und mindestens eine Strahleinrichtung zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls des Lasers umfasst. Die genannten Steuerdatensätze werden dabei üblicherweise anhand einer gemessenen Topographie und/oder Tachymetrie und/oder Morphologie der zu behandelnden Kornea und der Art des zu entfernenden, krankhaft und/oder unnatürlich veränderten Bereichs innerhalb der Hornhaut, 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 den 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 ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
2 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung mit einer Patientenschnittstelle in einer ersten Situation;
3 eine schematische Draufsicht auf ein Auge eines Patienten;
4 eine weitere schematische Seitenansicht auf eine Ausführungsform der Patientenschnittstelle in einer weiteren Situation;
5 eine weitere schematische Draufsicht auf ein Auge eines Patienten;
6 eine weitere schematische Seitenansicht auf eine Ausführungsform der Patientenschnittstelle in einer weiteren Situation; und
7 eine weitere schematische Draufsicht auf ein Auge eines Patienten in einer weiteren Situation.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung 10 mit einem augenchirurgischen Laser 18 für die Abtrennung eines vordefinierten Hornhautvolumens/Korneavolumens beziehungsweise Volumenkörpers 12 mit beispielsweise vordefinierten Grenzflächen 14, 16 einer Kornea 13 (2) eines menschlichen oder tierischen Auges 3 (2) mittels beispielsweise Photodisruption. Man erkennt, dass neben dem Laser 18 eine Steuereinrichtung 20 für den Laser 18 ausgebildet ist, sodass dieser im vorliegenden Ausführungsbeispiel gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster in die Kornea 13 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 Position des Volumenkörpers 12 in diesem Ausführungsbeispiel derart gewählt ist, dass ein krankhafter und/oder unnatürlich veränderter Bereich innerhalb einer Stroma 36 der Kornea 13 umschlossen wird. Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass zwischen der Stroma 36 und einem Epithelium die so genannte Bowman Membran 38 ausgebildet ist.
Des Weiteren erkennt man, dass der durch den Laser 18 erzeugte Laserstrahl 24 mittels einer Strahlablenkeinrichtung 22, wie zum Beispiel einem Scanner, in Richtung einer Oberfläche 26 der Hornhaut abgelenkt wird. Die Strahlablenkeinrichtung 22 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 20 gesteuert, um das genannte vordefinierte Muster in der Hornhaut zu erzeugen. Die Strahlablenkeinrichtung 22 weist beispielsweise zwei Spiegel auf. Der auftreffende Lasterstahl 24 kann durch Rotation um eine Rotationsachse rotiert werden. Bei einer Neutralstellung der Spiegel ist insbesondere eine sogenannte optische Achse 4 (4) des Laserstrahls 24 ausgebildet.
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 700 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. Alternativ zu dem in der 1 gezeigten Behandlungsvorrichtung 1 kann auch ein Verfahren zur ablativen Entfernung des Volumenkörpers 12 genutzt werden.
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 Kornea 13 umfassen. Die Positionsdaten und/oder Fokussierungsdaten der einzelnen Laserpulse werden anhand einer zuvor gemessenen Topografie und/oder Pachymetrie und//oder der Morphologie der Hornhaut und dem beispielsweise zu entfernenden, krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereich 32 innerhalb der Stroma 36 des Auges erzeugt.
2 zeigt in einer weiteren schematischen Seitenansicht rein beispielhaft die Behandlungsvorrichtung 10 in einer ersten Situation. Die Behandlungsvorrichtung 10 weist eine Patientenschnittstelle 2 auf. Die Patientenschnittstelle 2 ist für den augenchirurgischen Laser 18 der Behandlungsvorrichtung 10 für das Auge 3 des nicht dargestellten Patienten ausgebildet. Die Patientenschnittstelle 2 kann beispielsweise mittels einer Verbindungseinrichtung 1 mit der Behandlungsvorrichtung 10 zum Führen der Patientenschnittstelle 2 gekoppelt sein.
In 2 ist gezeigt, dass die Patientenschnittstelle 2 in der dargestellten Situation beispielsweise einen Abstand zum Auge 3 von beispielsweise 5 cm aufweisen kann. In der 2 ist ferner am Auge 3 eine Iris 5 sowie eine Pupille 6 gezeigt.
Insbesondere kann zur Bestimmung der aktuellen Position zusätzlich mittels der optischen Erfassungseinrichtung 9 eine aktuelle Pupillenposition 17 des Auges 3 erfasst werden.
3 zeigt in einer Draufsicht einen Blick durch die Patientenschnittstelle 2 auf das Auge 3 des Patienten. Insbesondere ist die Pupille 6 schraffiert gezeigt.
Beim Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position der Patientenschnittstelle 3 wird eine Soll-Position der Patientenschnittstelle 3 relativ zu der optischen Achse 4 des Laserstrahls 24 in der Neutralposition der Strahlablenkeinrichtung 22 bestimmt. Die Patientenschnittstelle 2 wird in einem vorgegebenen Bereich vor der optischen Achse 4 positioniert. Es erfolgt ein Beleuchten der Patientenschnittstelle 2 mittels einer Beleuchtungseinrichtung 7 der Behandlungsvorrichtung 10. Es wird mittels einer optischen Erfassungseinrichtung 9 der Behandlungsvorrichtung 10 ein Purkinje-Bild 8 erfasst, welches der Patientenschnittstelle 2 zugeordnet ist. Es erfolgt ein Vergleichen des erfassten Purkinje-Bilds 8 mit der optischen Achse 4 und in Abhängigkeit davon ein Bestimmen der aktuellen Position der Patientenschnittstelle 2. Die aktuelle Position wird mit der Soll-Position verglichen, und bei einer Abweichung der aktuellen Position von der Soll-Position wird ein Steuersignal an eine Steuereinrichtung 20 der Behandlungsvorrichtung 10 ausgegeben.
Insbesondere zeigt die 3 ferner, dass von der Behandlungsvorrichtung 10, insbesondere von der Beleuchtungseinrichtung 7, auf der anterioren Fläche der Patientenschnittstelle 2 eine statische Projektion 11, insbesondere zwei statische Projektionen 11, erzeugt sind. Ferner ist das Purkinje-Bild 8 als Ring auf der Pupille 6 gezeigt, welches eine statische Projektion der Beleuchtungseinrichtung 7 auf der anterioren Fläche der Patientenschnittstelle 2 ist. Ferner ist ein dynamischer Projektionsring 12a gezeigt, welcher auf einer anterioren Fläche der Kornea 13 des Auges 3 erzeugt ist, und beispielsweise ebenfalls ein Purkinje-Reflex auf der Kornea 13 sein kann. Ferner sind zwei dynamische Projektionen 14a der Beleuchtungseinrichtung 7 gezeigt, welche auf der anterioren Fläche der Kornea 13 erzeugt sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als Purkinje-Bild 8 ein Purkinje-Reflex erster Ordnung oder zweiter Ordnung erfasst wird. Vorliegend ist insbesondere ein Purkinje-Reflex erster Ordnung gezeigt.
Ferner kann die optische Erfassungseinrichtung 9 insbesondere als Kamera ausgebildet sein.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass bei einer festgestellten Abweichung ein Steuersignal derart erzeugt wird, dass eine Positionskorrektur der Patientenschnittstelle 2 oder der optischen Achse 4 durchgeführt wird. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass nach einer festgestellten Abweichung unterhalb eines vorgegebenen Abweichungsschwellwerts ein Steuersignal derart erzeugt wird, dass ein Andockvorgang der Patientenschnittstelle 2 an dem Auge 3 durchgeführt wird. Ebenfalls kann die Patientenschnittstelle 2 mittels eines Beleuchtungsrings oder Beleuchtungspunkts oder mittels eines Beleuchtungshalbrings oder mittels Beleuchtungssektoren als Beleuchtungseinrichtung 7 zum Erzeugen des Purkinje-Bilds 8 beleuchtet werden. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass mittels einer Infrarotbeleuchtungseinrichtung als Beleuchtungseinrichtung 7 die Patientenschnittstelle 2 mit Infrarotlicht beleuchtet wird und die optische Erfassungseinrichtung 9 dazu ausgelegt wird, dass ein von dem an der Patientenschnittstelle 2 zumindest bereichsweise reflektiertes Infrarotlicht erfasst wird.
4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Patientenschnittstelle 2 in einem angenäherten Zustand, also während eines Annäherungsvorgangs 18a an das Auge 3. Beispielsweise kann ein Abstand der Patientenschnittstelle 2 zum Auge 3 wie vorliegend 2 bis 3 mm betragen. Insbesondere ist ein Purkinje-Bild 8 auf dem Auge 3 gezeigt. Insbesondere zeigt die 4 die optische Achse 4. Sollte nun beispielsweise eine Abweichung oberhalb eines vorgegebenen Abweichungsschwellwerts festgestellt werden, so kann die Patientenschnittstelle 2 neu positioniert werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass bei einer Abweichung oberhalb von einem vorgegebenen Abweichungsschwellwert eine Positionsveränderung des augenchirurgischen Lasers 18, insbesondere des Lasterstrahls 24 durchgeführt wird, indem beispielsweise die Strahlablenkeinrichtung 22 positioniert wird.
5 zeigt in einer weiteren Draufsicht das Auge 3. Insbesondere ist in 5 die Position der Patientenschnittstelle 2 derart, wie sie in der 4 in der Seitenansicht dargestellt ist. In der 5 ist insbesondere eine entsprechende Verschiebung und somit eine Abweichung der aktuellen Position von der Soll-Position zu verzeichnen. Auf Basis dieser Verschiebung kann nun das Steuersignal für die Behandlungsvorrichtung 10, insbesondere zum Steuern der Patientenschnittstelle 2 erzeugt werden.
6 zeigt in einer schematischen Seitenansicht das Auge 3 während des Andockvorgangs der Patientenschnittstelle 2. Insbesondere dockt die Patientenschnittstelle 2 an einem Hornhautscheitelpunkt 15 des Auges 3 an. Insbesondere ist der Hornhautscheitelpunkt 15 verschoben zur optischen Achse 4. In der 6 ist insbesondere gezeigt, dass die Patientenschnittstelle 2 elektrisch isoliert und/oder steril ausgelegt wird, so dass keinen elektrischen Spannungen von der Patientenschnittstelle 2 auf das Auge 3 übergehen können. Insbesondere können auch keine Keime von der Patientenschnittstelle 2 auf Auge 3 übertragen werden.
Ferner zeigt die 6, dass nach dem Andockvorgang das Auge 3 an der Patientenschnittstelle 2 mittels einer Ansaugeinrichtung 16a der Patientenschnittstelle 2 angesaugt und fixiert wird.
7 zeigt in einer schematischen Draufsicht das Auge 3 mit der Patientenschnittstelle 2 in der Draufsicht gemäß der Seitenansicht von 6, wobei hierbei das Purkinje-Bild 8 aufgrund des Andockens am Auge 3 nahezu verschwunden ist.

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position einer Patientenschnittstelle (2) eines augenchirurgischen Lasers (18) einer Behandlungsvorrichtung (10) für ein Auge (3) eines Patienten relativ zu einer optischen Achse (4) eines Laserstrahls (24) des Lasers (18) in einer Neutralstellung einer Strahlablenkeinrichtung (22) der Behandlungsvorrichtung (10), wobei die Patientenschnittstelle (2) zum Andocken an dem Auge (3) ausgebildet ist, umfassend die Schritte: - Bestimmen einer Soll-Position der Patientenschnittstelle (2) relativ zu der optischen Achse (4); - Positionieren der Patientenschnittstelle (2) in einem vorgegebenen Bereich vor der optischen Achse (4); - Beleuchten der Patientenschnittstelle (2) mittels einer Beleuchtungseinrichtung (7) der Behandlungsvorrichtung (10); - Erfassen eines Purkinje-Bilds (8), welches der Patientenschnittstelle (2) zugeordnet ist, mittels einer optischen Erfassungseinrichtung (9) der Behandlungsvorrichtung (10); - Vergleichen des erfassten Purkinje-Bilds (8) mit der optischen Achse (4) und in Abhängigkeit davon Bestimmen der aktuellen Position der Patientenschnittstelle (2); und - Vergleichen der aktuellen Position mit der Soll-Position und bei einer Abweichung der aktuellen Position von der Soll-Position Ausgabe eines Steuersignals an eine Steuereinrichtung (2) der Behandlungsvorrichtung (10).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Purkinje-Bild (8) ein Purkinjereflex erster Ordnung oder zweiter Ordnung erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer festgestellten Abweichung ein Steuersignal derart erzeugt wird, dass eine Positionskorrektur der Patientenschnittstelle (2) oder der optischen Achse (4) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer festgestellten Abweichung unterhalb eines vorgegebenen Abweichungsschwellwerts ein Steuersignal derart erzeugt wird, dass ein Andockvorgang der Patientenschnittstelle (2) an dem Auge (3) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenschnittstelle (2) mittels eines Beleuchtungsrings oder Beleuchtungspunkts oder mittels eines Beleuchtungshalbrings oder mittels Beleuchtungssektoren der Beleuchtungseinrichtung (7) zur Erzeugung des Purkinje-Bilds (8) beleuchtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Infrarotbeleuchtungseinrichtung die Patientenschnittstelle (2) mit Infrarotlicht beleuchtet wird und die optische Erfassungseinrichtung (9) dazu ausgelegt wird, dass ein von dem an der Patientenschnittstelle (2) zumindest bereichsweise reflektiertes Infrarotlicht erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenschnittstelle (2) elektrisch isoliert und/oder steril ausgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuersignal bei einer Abweichung oberhalb von einem vorgegebenen Abweichungsschwellwert die Patientenschnittstelle (2) neu positioniert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung oberhalb von einem vorgegebenen Abweichungsschwellwert eine Positionsveränderung des augenchirurgischen Lasers (18), insbesondere des Laserstrahls (24), durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer an der Patientenschnittstelle (2) angeordneten optischen Erfassungseinrichtung (7) das Purkinje-Bild (8) erfasst wird.
Behandlungsvorrichtung (10) mit zumindest einem chirurgischen Laser (18) für die Abtrennung eines Volumenkörpers (12) eines menschlichen oder tierischen Auges (3), mit zumindest einer Steuereinrichtung (20) für den oder die Laser (18), und mit einer Patientenschnittstelle (2) zum Andocken an dem Auge (3), wobei die Behandlungsvorrichtung (10) ausgebildet ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.
Behandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 11, 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 Kornea (13) umfassen, und wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung der Patientenschnittstelle (2) umfassen; und - mindestens eine Strahlablenkeinrichtung (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 Anspruch 11 oder 12 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausführt.
Computerlesbares Medium, auf welchem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.